控制變壓器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的控制變壓器主要包括：主磁芯，所述主磁芯是由一頂部和一柱體構(gòu)成的T型磁芯柱；多個(gè)輔磁芯，貼靠于所述主磁芯，形成多級(jí)階梯結(jié)構(gòu)狀；以及一對(duì)磁軛，分別設(shè)置于所述主磁芯的兩側(cè)，以與所述主磁芯和所述多個(gè)輔磁芯一起構(gòu)成一完整磁路結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的控制變壓器在使用過程中，磁芯柱兩端面游離的磁力線能得到充分的利用吸收，提高了變壓器的電磁轉(zhuǎn)換效率，并可以降低變壓器的自身功耗，節(jié)約用銅量，降低了變壓器的制造成本。
【專利說明】控制變壓器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變壓器領(lǐng)域，尤其涉及BK、JBK系列控制變壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]控制變壓器廣泛用于各種場(chǎng)所。BK、JBK系列控制變壓器一般可作為機(jī)床和機(jī)械設(shè)備中控制工作照明及信號(hào)燈等的電源之用，也可作為動(dòng)力電源使用。
[0003]當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上生產(chǎn)的控制變壓器產(chǎn)品絕大多數(shù)采用“EI”型疊片模式，其主要缺點(diǎn)是線圈產(chǎn)生的磁力線在變壓器的兩端處于游離狀態(tài)，磁場(chǎng)分配不均衡，電磁效率較低。為了達(dá)到減少磁通密度從而減少磁損的目的，傳統(tǒng)的產(chǎn)品采用增加鐵芯片的疊厚，增大鐵芯截面積的辦法，但這增長(zhǎng)了線包銅線匝數(shù)的周長(zhǎng)和總長(zhǎng)，于是產(chǎn)生了用銅量的增大和直流電阻熱耗增大的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提出了改進(jìn)的控制變壓器。具體地，本發(fā)明的控制變壓器主要包括:主磁芯，所述主磁芯是由一頂部和一柱體構(gòu)成的T型磁芯柱；多個(gè)輔磁芯，貼靠于所述主磁芯，形成多級(jí)階梯結(jié)構(gòu)狀；以及一對(duì)磁軛，分別設(shè)置于所述主磁芯的兩偵牝以與所述主磁芯和所述多個(gè)輔磁芯一起構(gòu)成一完整磁路結(jié)構(gòu)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例，在上述的控制變壓器中，所述多個(gè)輔磁芯的舌寬不同并且疊成所述多級(jí)階梯結(jié)構(gòu)狀。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例，在上述的控制變壓器中，所述多個(gè)輔磁芯的數(shù)量是兩個(gè)，分別貼靠在所述磁芯柱的兩端面。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例，在上述的控制變壓器中，所述多個(gè)輔磁芯使得所述柱體的橫截面呈類圓形。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例，在上述的控制變壓器中，所述一對(duì)磁軛分別呈L型，所述一對(duì)磁軛相對(duì)放置與所述磁芯柱一起構(gòu)成TLL型的完整磁路結(jié)構(gòu)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例，在上述的控制變壓器中，還包括:線圈，套置于所述T型磁芯柱的柱體上。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例，在上述的控制變壓器中，所述主磁芯兩端所述多級(jí)階梯狀的輔磁芯構(gòu)成散氣通道。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例，在上述的控制變壓器中，所述主磁芯與所述多級(jí)階梯狀的輔磁芯為娃鋼片。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例，在上述的控制變壓器中，所述控制變壓器可以是BK、JBK系列控制變壓器。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例，在上述的控制變壓器中，所述BK或JBK系列控制變壓器適用于交流50 - 60Hz,電壓不超過1500V。
[0014]本發(fā)明的控制變壓器通過采用主磁性以及與貼靠于主磁芯的多個(gè)輔磁芯形成的多級(jí)階梯結(jié)構(gòu)，使得該磁芯柱的水平截面形狀呈一個(gè)近似圓狀。這樣，在使用過程中，磁芯柱兩端面游離的磁力線能得到充分的利用吸收，提高了變壓器的電磁轉(zhuǎn)換效率。另一方面，依據(jù)數(shù)學(xué)極值理論，在同等的截面積下圓狀截面的周長(zhǎng)最短。因此，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可以有效縮短線圈每匝數(shù)的周長(zhǎng)，減少了銅線的直流銅阻和相應(yīng)熱耗，降低了變壓器的自身功耗，節(jié)約了用銅量，降低了變壓器的制造成本，達(dá)到了節(jié)能節(jié)材的雙重效果。此外，本發(fā)明的主磁芯與多個(gè)輔磁芯形成的“臺(tái)階”結(jié)構(gòu)還能構(gòu)成散熱氣道，緩解變壓器因“渦流”等導(dǎo)致的溫升。另外，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)能夠簡(jiǎn)便的方式來(lái)制造，從而節(jié)省材料并簡(jiǎn)化工藝。本發(fā)明的控制變壓器可廣泛用于地鐵、高層建筑、機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭、工礦企業(yè)、機(jī)床控制、隧道的輸配電場(chǎng)所等。
[0015]應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明以上的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都是示例性和說明性的，并且旨在為如權(quán)利要求所述的本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]包括附圖是為提供對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的理解，它們被收錄并構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并與本說明書一起起到解釋本發(fā)明原理的作用。附圖中:
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的控制變壓器的分解結(jié)構(gòu)。
[0018]圖2示意性地示出了圖1的控制變壓器的磁路圖。
[0019]圖3a示意性地示出了傳統(tǒng)變壓器的線圈磁場(chǎng)圖。
[0020]圖3b示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的控制變壓器的線圈磁場(chǎng)圖。
[0021]圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的變壓器的制作的部分圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0022]根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律V=-N ((1Φ/(?υ=-ΝΒΑω，對(duì)發(fā)明的控制變壓器進(jìn)行說明。在公式中V為產(chǎn)生的電壓，N為線圈的匝數(shù)，?Φ/dt為變化的磁場(chǎng)，B為磁場(chǎng)的強(qiáng)度，A為磁芯截面積，從而可知電壓V和磁場(chǎng)強(qiáng)度B磁芯截面積A的乘積成正比，電壓與線圈的匝數(shù)成正比，在設(shè)定的初級(jí)或次級(jí)電壓的情況下，線圈的匝數(shù)和磁芯截面積的乘積是一個(gè)設(shè)計(jì)的常數(shù)，磁場(chǎng)強(qiáng)度越大，所產(chǎn)生的電壓(或電流)越大，磁芯截面積越大，所產(chǎn)生的電壓(或電流)也越大，電磁轉(zhuǎn)換效率也就越高。
[0023]現(xiàn)在將詳細(xì)參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0024]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的控制變壓器的分解結(jié)構(gòu)。如圖1所示，本發(fā)明的控制變壓器100主要包括:主磁芯101、輔磁芯107a和107b、磁軛102a和102b、線圈103。
[0025]在圖1所示的實(shí)施例中，鐵芯的結(jié)構(gòu)由主磁芯101和輔磁芯107a和107b兩個(gè)部分組成。其中，主磁芯101是由一頂部105和一柱體106構(gòu)成的T型磁芯柱?？梢詫⑤o磁芯107a和107b貼靠于所述主磁芯，形成多級(jí)階梯結(jié)構(gòu)。作為一個(gè)示例，主磁芯101可以采用“T”型硅鋼片疊成矩形結(jié)構(gòu)。輔磁芯可以由舌寬大小不等的“T”型硅鋼片疊成多級(jí)階梯結(jié)構(gòu)，分別貼靠在主磁芯101的兩側(cè)(例如，主磁芯101的兩端面)，使變壓器的磁芯柱近似圓狀。
[0026]出于方便說明的目的，圖1中僅示出了兩個(gè)輔磁芯107a和107b，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以采用其他數(shù)量的輔磁芯，這些輔磁芯可以以其他方式與主磁芯耦合，本發(fā)明并不限于圖1中所示出的特定方式。
[0027]此外，磁軛102a和磁軛102b分別呈I”型和“」”型，并分別設(shè)置于主磁芯101的兩側(cè)。該一對(duì)磁軛可以與主磁芯101 —起構(gòu)成” TLL”型的完整磁路結(jié)構(gòu)，如圖2所示。
[0028]此外，在該較佳實(shí)施例中，線圈103套置于磁芯柱106上。例如，可以將控制變壓器的初級(jí)、次級(jí)線圈繞制成近似圓狀，套置于磁芯柱106上。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，初級(jí)、次級(jí)線圈之間只存在磁場(chǎng)關(guān)系，而沒有電流關(guān)系。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明中也可以采用其他已知類型的線圈的設(shè)置方式，本發(fā)明并不限于圖1所繪示的線圈的設(shè)置方式。
[0029]以圖1所示的方式構(gòu)成的結(jié)構(gòu)將獲得如圖2所示的磁路圖。圖2中，虛線201表示磁力線，虛線上的箭頭表示本發(fā)明的控制變壓器所形成的磁力線的方向。此外，圖2中的虛線202表示磁力線。
[0030]轉(zhuǎn)回到圖1，如圖1所示，在本發(fā)明的控制變壓器100中，由于輔磁芯107a和107b貼靠在主磁芯101的柱體106的兩側(cè)，使得磁芯柱106四周分別具有多級(jí)階梯結(jié)構(gòu)。請(qǐng)同時(shí)參考圖1和圖3b，主磁芯101與疊成多級(jí)階梯結(jié)構(gòu)的輔磁芯107a和108b相結(jié)合，使主磁芯101的水平橫截面的四個(gè)邊角處分別構(gòu)成為多個(gè)倒角階梯，以使這四個(gè)邊角形成為類弧形的形狀。因此，通過采用主磁芯和輔磁芯兩部分，本發(fā)明的控制變壓器100的主磁芯101的柱體106的橫截面可呈現(xiàn)為近似于圓形。
[0031]一方面，與漏磁式變壓器相比，在本發(fā)明的控制變壓器中不存在磁分路，無(wú)需設(shè)置磁分路塊。此外，本發(fā)明的控制變壓器由“EI”型改為“TLL”型，在“T”狀與“LL”狀相接合處可采用氬弧焊焊接，可降低變壓器的磁阻。另一方面，主磁芯與輔磁芯形成的底部“臺(tái)階”結(jié)構(gòu)還能構(gòu)成散熱氣道，緩解變壓器因“渦流”等導(dǎo)致的溫升。
[0032]圖3a示意性地示出了一種傳統(tǒng)的控制變壓器的線圈磁場(chǎng)圖。如圖3a所示，現(xiàn)有技術(shù)的控制變壓器的主磁芯301的柱體的橫截面普遍呈矩形，這樣的結(jié)構(gòu)會(huì)使得磁芯柱的邊角處出現(xiàn)磁力線的游離現(xiàn)象。例如，圖3a中的鐵芯302a邊角處的磁力線301a的擴(kuò)散范圍較大，存在游離的現(xiàn)象，其中線圈303a包覆于鐵芯302a外部。
[0033]圖3b示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的控制變壓器的線圈磁場(chǎng)圖。相比于圖3a中所示的現(xiàn)有技術(shù)的矩形橫截面柱體的磁場(chǎng)圖，圖3b所示的本發(fā)明的主磁芯101的四邊角處的游離磁力線304能得到充分的利用吸收，從而可以有效提高該控制變壓器100的電磁轉(zhuǎn)換效率。
[0034]圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的變壓器的制作的部分圖示。與傳統(tǒng)的“E”型、“EI”型變壓器相比，本發(fā)明的變壓器具有“TLL”結(jié)構(gòu)，因此能夠在例如矩形材料中沖制出主磁芯101和磁軛102a和磁軛102b。該“TLL”結(jié)構(gòu)能夠用簡(jiǎn)便的方式來(lái)制造,從而節(jié)省材料
并簡(jiǎn)化工藝。
[0035]此外，依據(jù)數(shù)學(xué)極值理論，在同等的截面積下圓狀截面的周長(zhǎng)最短，因此本發(fā)明的磁芯柱結(jié)構(gòu)可以有效縮短纏繞其上的線圈每匝數(shù)的周長(zhǎng)。由于磁芯柱上的線圈匝數(shù)巨大，因此本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可以顯著減少銅線的直流銅阻和相應(yīng)熱耗，降低了變壓器的自身功耗，節(jié)約了用銅量，降低了變壓器的制造成本，從而達(dá)到了節(jié)能節(jié)材的雙重效果。
[0036]此外，根據(jù)本發(fā)明，控制變壓器的設(shè)計(jì)可以根據(jù)用戶要求，諸如控制變壓器的各個(gè)輸入、輸出電源，連接組別，抽頭繞組容量的分配，均可根據(jù)用戶要求來(lái)制造。
[0037]本領(lǐng)域技術(shù)人員可顯見，可對(duì)本發(fā)明的上述示例性實(shí)施例進(jìn)行各種修改和變型而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。因此，旨在使本發(fā)明覆蓋落在所附權(quán)利要求書及其等效技術(shù)方案范圍內(nèi)的對(duì)本發(fā)明的修改和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種控制變壓器，其特征在于，包括: 主磁芯，所述主磁芯是由一頂部和一柱體構(gòu)成的T型磁芯柱； 多個(gè)輔磁芯，貼靠于所述主磁芯，形成多級(jí)階梯結(jié)構(gòu)狀；以及 一對(duì)磁軛，分別設(shè)置于所述主磁芯的兩側(cè)，以與所述主磁芯和所述多個(gè)輔磁芯一起構(gòu)成一完整磁路結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的控制變壓器，其特征在于，所述多個(gè)輔磁芯的舌寬不同并且疊成所述多級(jí)階梯結(jié)構(gòu)狀。
3.如權(quán)利要求1所述的控制變壓器，其特征在于，所述多級(jí)階梯結(jié)構(gòu)狀的輔磁芯數(shù)量是兩個(gè)，分別貼靠在所述主磁芯的兩端面。
4.如權(quán)利要求1所述的控制變壓器，其特征在于，所述多級(jí)階梯結(jié)構(gòu)狀的輔磁芯使得所述柱體的橫截面呈類圓形。
5.如權(quán)利要求1所述的控制變壓器，其特征在于，所述一對(duì)磁軛分別呈L型，所述一對(duì)磁軛相對(duì)放置與所述磁芯柱一起構(gòu)成TLL型的完整磁路結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的控制變壓器，其特征在于，還包括: 線圈，套置于所述T型磁芯柱的柱體上。
7.如權(quán)利要求1所述的控制變壓器，其特征在于，所述主磁芯兩端所述多級(jí)階梯結(jié)構(gòu)狀的輔磁芯構(gòu)成散氣通道。
8.如權(quán)利要求1所述的控制變壓器，其特征在于，所述主磁芯與所述多級(jí)階梯結(jié)構(gòu)狀的輔磁芯為娃鋼片。
9.如權(quán)利要求1所述的控制變壓器，其特征在于，所述控制變壓器是BK或JBK系列控制變壓器。
10.如權(quán)利要求7所述的控制變壓器，其特征在于，所述BK或JBK系列控制變壓器適用于交流50 - 60Hz,電壓不超過1500V。
【文檔編號(hào)】H01F27/26GK103474209SQ201310467962
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
【發(fā)明者】周堯達(dá), 張乃銚 申請(qǐng)人:寧波澳普網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備有限公司, 周堯達(dá)