CN102969135A - 环形变压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变压器的设计领域，尤其涉及环形变压器的结构设计。本发明提供了环形变压器，为解决作为低压端的次级绕组的散热问题，所述次级绕组采用铜管制作而成，并于铜管内设有绝缘层，于铜管两端外接水冷循环系统，如此冷却水可直接对所述次级绕组起到冷却的作用，其冷却效果更佳。同时，由于无需另外设置其他冷却管道，如此可使本发明提供的环形变压器在结构上更为紧凑，占用体积更小。此外，由所述环形铁心设有若干均匀分布的初级绕组，各相邻的两所述初级绕组之间设有次级绕组，即所述初级绕组与所述次级绕组之间交错的绕设于所述环形铁心上，其能够更有效的消除漏感，从而提供整个环形变压器的功率转换率。

Description

环形变压器

技术领域

本发明涉及变压器的设计领域，尤其涉及环形变压器的结构设计。

背景技术

环形变压器是电子变压器的一大类型，已广泛应用于家电设备和其它技术要求较高的电子设备中，它的主要用途是作为电源变压器和隔离变压器。环形变压器在国外已有完整的系列，广泛应用于计算机、医疗设备、电讯、仪器和灯光照明等方面。我国近十年来环形变压器从无到有，迄今为止已形成相当大的生产规模，除满足国内需求外，还大量出口。国内主要用于家电的音响设备和自控设备以及石英灯照明等方面。环形变压器由于有优良的性能价格比，有良好的输出特性和抗干扰能力，因而它是一种有竞争力的电子变压器。

目前市面上针对大功率的环形变压器大抵上是在环形铁心上绕设初级绕组与次级绕组，通常次级绕组为低压端，由于作为低压端的次级绕组内的电流过大，常常导致次级绕组发热量过大，影响其正常工作。为解决上述问题，申请号为201120035880.8的实用新型专利提供了一种水冷环形变压器次级线包，该专利采用“在两壳体各焊接有铜管作为水道，每个铜管在壳体外均设有进水口与出水口”的设计方案改善次级绕组的散热问题。然而此种设计方式将导致整个环形变压器的结构更为复杂，其体积亦因此而扩大。而在工程使用中，为节省空间，体积过大的环形变压器常常影响其他设备的设置。此外，目前市面上的环形变压器还普遍存在漏感过大的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，旨在提供具有更佳散热性能和更低漏感的环形变压器。

本发明是这样实现的，环形变压器，包括一用于收容该环形变压器其余部件的壳体，所述壳体内设有一环形铁心，所述环形铁心设有若干均匀分布的初级绕组，各相邻的两所述初级绕组之间设有次级绕组，所述次级绕组包括至少一铜管，所述铜管绕设于所述环形铁心上，所述铜管的内壁设有绝缘层，所述铜管的两端外接水冷循环系统。

具体地，各所述初级绕组包括绕设于所环形铁心上的支撑骨架及绕设于所述支撑骨架上的初级线圈。

具体地，所述壳体内设有与所述初级绕组等数量的容纳槽。

具体地，所述壳体内设有若干成对设置的夹板，每一所述容纳槽由所述壳体的壳壁与一对夹板围合而成。

具体地，所述夹板支撑所述环形铁心。

具体地，所述铜管为“U”型，所述铜管环绕所述环形铁心后的两端穿透所述壳体的端壁。

具体地，所述壳体包括相互扣合的上壳体与下壳体。

具体地，所述壳体包括相互扣合的上壳体与下壳体，所述夹板包括设于所述上壳体内的上夹板和设于所述下壳体内的下夹板，且各所述上夹板与下夹板位置一一对应，每一所述容纳槽由所述壳体的壳壁、所述上夹板及所述下夹板围合而成。

具体地，所述环形铁心夹设于所述上夹板与下夹板之间。

具体地，所述环形铁心的周边呈阶梯状，且中部凸出并向两端依次递缩。

与现有技术相比，本发明提供的环形变压器，为解决作为低压端的次级绕组的散热问题，所述次级绕组采用铜管制作而成，并于铜管内设有绝缘层，于铜管两端外接水冷循环系统，如此冷却水可直接对所述次级绕组起到冷却的作用，其冷却效果更佳。同时，由于无需另外设置其他冷却管道，如此可使本发明提供的环形变压器在结构上更为紧凑，占用体积更小。此外，由所述环形铁心设有若干均匀分布的初级绕组，各相邻的两所述初级绕组之间设有次级绕组，即所述初级绕组与所述次级绕组之间交错的绕设于所述环形铁心上，其能够更有效的消除漏感，从而提供整个环形变压器的功率转换率。

附图说明

图1是本发明一优选实施例的外部结构示意图；

图2是图1去除壳体后的结构示意图；

图3是图1去除上壳体后的结构示意图；

图4是次级绕组的结构示意图；

图5是下壳体的结构示意图；

图6是环形铁心纵向剖面的剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参照图1~2，环形变压器，包括一用于收容该环形变压器其余部件的壳体1，所述壳体1内设有一环形铁心2，所述环形铁心2设有8组匀分布的初级绕组3，各初级绕组3与所述环形铁心2的轴心呈45°的夹角。各相邻的两所述初级绕组3之间设有次级绕组4，且各次级绕组4设于两相邻的所述初级绕组3的正中，即各次级绕组4距与该次级绕组4最近的初级绕组3与所述环形铁心2的轴心呈22.5°的夹角。如此，所述初级绕组3与所述次级绕组4之间交错的绕设于所述环形铁心上，其能够更有效的消除漏感，从而提供整个环形变压器的功率转换率。

请参照图1~4，进一步地，所述次级绕组4包括外铜管41与内铜管42，为节省整个的环形变压器的整体尺寸，所述外铜管41与内铜管42位于同一平面上，且所述外铜管41和内铜管42均为“U”型，且所述外铜管41和内铜管42的两端均穿透所述壳体1的端壁。所述外铜管41和内铜管42绕设于所述环形铁心2上，所述外铜管41和内铜管42的内壁均设有绝缘层，所述外铜管41和内铜管42的两端均外接水冷循环系统。在上述技术方案中，所述次级绕组4采用铜管制作而成，如此冷却水可直接对所述次级绕组4起到冷却的作用，其冷却效果更佳，可确保本发明提供的环形变压器工作过程中，所述次级绕组4不会因热量散发不及时，造成对整个环形变压器工作状态的不良影响。此外，由于本发明提供的次级绕组本身具备良好的散热性能，其无需采用其他的散热设计，可使整个环形变压器获得较小的体积，且制造成本更为低廉。

请参照图2，在本实施例中，为便于所述初级绕组3的绕设，各所述初级绕组3包括绕设于所环形铁心2上的支撑骨架31及绕设于所述支撑骨架31上的初级线圈32，如此所述初级线圈32能够很方便的绕设于所述环形铁心2上。

请参照图3和图5，在本实施例中，为便于所述初级绕组3安装和定位，所述壳体1内设有与所述初级绕组3等数量的容纳槽11，如此在完成将初级绕组3绕设于所述环形铁心2之后，可通过所述容纳槽11的定位进行安装和定位。

请参照图1、图3和图5，在本实施例中，所述壳体1内设有若干成对设置的夹板5，每一所述容纳槽11由所述壳体1的壳壁与一对夹板5围合而成，同时所述夹板5支撑所述环形铁心2。上述技术方案中，提供了一种便于实施的容纳槽11的设计方式，采用板状构件用以支撑所述环形铁心2及定位所述初级绕组3。其能够使减少支撑件与所述环形铁心2的接触面积，更有利于所述环形铁心2的散热；采用一对夹板5及壳体1的壳壁以围合成所述容纳槽11，如此所述容纳槽11具有两侧是开口的，此种结构不单使用所述初级绕组3安装和定位，还便于所述初级绕组3热量的散发。

请参照图1、图3和图5，在本实施例中，所述壳体1包括相互扣合的上壳体12与下壳体13，所述夹板5包括设于所述上壳体12内的上夹板和设于所述下壳体13内的下夹板，且各所述上夹板与下夹板在位置上一一对应设置，每一所述容纳槽11由所述壳体1的壳壁、所述上夹板及所述下夹板围合而成。更具体地，所述环形铁心2夹设于所述上夹板与下夹板之间。上述技术方案中提供所述壳体1与所述夹板5更为具体的设计方式，由于上夹板和下夹板的一一对应关系，如此可便于所述上壳体12与下壳体13在扣合过程中的相互对位，同时所述环形铁心2的两端分别由所述上夹板与下夹板支撑，其支撑效果更为稳定。

请参照附图6，在本实施例中，为进一步减少本发明的环形变压器的整体尺寸，所述环形铁心2的周边呈阶梯状，且中部凸出并向两端依次递缩。在环形变压器的设计中，所述环形铁心2纵向截面的面积是一个重要的设计参数，通常来说在设计的过程中总是希望采用尽管少的材料以获得更大的截面面积。因此，在理论上，所述环形铁心2纵向截面为圆形时，其性价比最高。然而受目前环形铁心的制造工艺的限定，环形铁心一般采用将制作材料层叠设置而戍，为便于制造，常见的一款环形铁心的纵向截面为矩形。在上述技术方案中，将所述环形铁心2的周边呈阶梯状，且中部凸出并向两端依次递缩，使其纵向截面的外部轮廓相对于纵向截面为矩形更趋近于圆形，如此为达到相同的需要的情况下，采用上述设计方式能够节省所述环形铁心制作材料及占用体积，有利于成本的控制与环形变压器整体尺寸的控制。

以上所述仅为本发明较佳的实施例而已，其结构并不限于上述列举的形状，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.环形变压器，包括一用于收容该环形变压器其余部件的壳体，所述壳体内设有一环形铁心，其特征在于：所述环形铁心设有若干均匀分布的初级绕组，各相邻的两所述初级绕组之间设有次级绕组，所述次级绕组包括至少一铜管，所述铜管绕设于所述环形铁心上，所述铜管的内壁设有绝缘层，所述铜管的两端外接水冷循环系统。

2.根据权利要求1所述的环形变压器，其特征在于：各所述初级绕组包括绕设于所环形铁心上的支撑骨架及绕设于所述支撑骨架上的初级线圈。

3.根据权利要求1或2所述的环形变压器，其特征在于：所述壳体内设有与所述初级绕组等数量的容纳槽。

4.根据权利要求3所述的环变压器，其特征在于：所述壳体内设有若干成对设置的夹板，每一所述容纳槽由所述壳体的壳壁与一对夹板围合而成。

5.根据权利要求4所述的环变压器，其特征在于：所述夹板支撑所述环形铁心。

6.根据权利要求1所述的环形变压器，其特征在于：所述铜管为“U”型，所述铜管环绕所述环形铁心后的两端穿透所述壳体的端壁。

7.根据权利要求1至6任一项所述的环形变压器，其特征在于：所述壳体包括相互扣合的上壳体与下壳体。

8.根据权利要求4所述的环形变压器，其特征在于：所述壳体包括相互扣合的上壳体与下壳体，所述夹板包括设于所述上壳体内的上夹板和设于所述下壳体内的下夹板，且各所述上夹板与下夹板位置一一对应，每一所述容纳槽由所述壳体的壳壁、所述上夹板及所述下夹板围合而成。

9.根据权利要求8所述的环形变压器，其特征在于：所述环形铁心夹设于所述上夹板与下夹板之间。

10.根据权利要求1~9任一项所述的环形变压器，其特征在于：所述环形铁心的周边呈阶梯状，且中部凸出并向两端依次递缩。

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