CN103474209A

CN103474209A - 控制变压器

Info

Publication number: CN103474209A
Application number: CN2013104679623A
Authority: CN
Inventors: 周尧达; 张乃铫
Original assignee: NINGBO AUPUL TELECOMMUNICATION EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: NINGBO AUPUL TELECOMMUNICATION EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2013-10-09
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2033-10-09
Also published as: CN103474209B

Abstract

本发明的控制变压器主要包括：主磁芯，所述主磁芯是由一顶部和一柱体构成的T型磁芯柱；多个辅磁芯，贴靠于所述主磁芯，形成多级阶梯结构状；以及一对磁轭，分别设置于所述主磁芯的两侧，以与所述主磁芯和所述多个辅磁芯一起构成一完整磁路结构。本发明的控制变压器在使用过程中，磁芯柱两端面游离的磁力线能得到充分的利用吸收，提高了变压器的电磁转换效率，并可以降低变压器的自身功耗，节约用铜量，降低了变压器的制造成本。

Description

控制变压器

技术领域

本发明涉及变压器领域，尤其涉及BK、JBK系列控制变压器。

背景技术

控制变压器广泛用于各种场所。BK、JBK系列控制变压器一般可作为机床和机械设备中控制工作照明及信号灯等的电源之用，也可作为动力电源使用。

当前，国内外市场上生产的控制变压器产品绝大多数采用“EI”型叠片模式，其主要缺点是线圈产生的磁力线在变压器的两端处于游离状态，磁场分配不均衡，电磁效率较低。为了达到减少磁通密度从而减少磁损的目的，传统的产品采用增加铁芯片的叠厚，增大铁芯截面积的办法，但这增长了线包铜线匝数的周长和总长，于是产生了用铜量的增大和直流电阻热耗增大的问题。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提出了改进的控制变压器。具体地，本发明的控制变压器主要包括：主磁芯，所述主磁芯是由一顶部和一柱体构成的T型磁芯柱；多个辅磁芯，贴靠于所述主磁芯，形成多级阶梯结构状；以及一对磁轭，分别设置于所述主磁芯的两侧，以与所述主磁芯和所述多个辅磁芯一起构成一完整磁路结构。

根据本发明的一个较佳实施例，在上述的控制变压器中，所述多个辅磁芯的舌宽不同并且叠成所述多级阶梯结构状。

根据本发明的一个较佳实施例，在上述的控制变压器中，所述多个辅磁芯的数量是两个，分别贴靠在所述磁芯柱的两端面。

根据本发明的一个较佳实施例，在上述的控制变压器中，所述多个辅磁芯使得所述柱体的横截面呈类圆形。

根据本发明的一个较佳实施例，在上述的控制变压器中，所述一对磁轭分别呈L型，所述一对磁轭相对放置与所述磁芯柱一起构成TLL型的完整磁路结构。

根据本发明的一个较佳实施例，在上述的控制变压器中，还包括：线圈，套置于所述T型磁芯柱的柱体上。

根据本发明的一个较佳实施例，在上述的控制变压器中，所述主磁芯两端所述多级阶梯状的辅磁芯构成散气通道。

根据本发明的一个较佳实施例，在上述的控制变压器中，所述主磁芯与所述多级阶梯状的辅磁芯为硅钢片。

根据本发明的一个较佳实施例，在上述的控制变压器中，所述控制变压器可以是BK、JBK系列控制变压器。

根据本发明的一个较佳实施例，在上述的控制变压器中，所述BK或JBK系列控制变压器适用于交流50－60Hz，电压不超过1500V。

本发明的控制变压器通过采用主磁性以及与贴靠于主磁芯的多个辅磁芯形成的多级阶梯结构，使得该磁芯柱的水平截面形状呈一个近似圆状。这样，在使用过程中，磁芯柱两端面游离的磁力线能得到充分的利用吸收，提高了变压器的电磁转换效率。另一方面，依据数学极值理论，在同等的截面积下圆状截面的周长最短。因此，本发明的结构可以有效缩短线圈每匝数的周长，减少了铜线的直流铜阻和相应热耗，降低了变压器的自身功耗，节约了用铜量，降低了变压器的制造成本，达到了节能节材的双重效果。此外，本发明的主磁芯与多个辅磁芯形成的“台阶”结构还能构成散热气道，缓解变压器因“涡流”等导致的温升。另外，本发明的结构能够简便的方式来制造，从而节省材料并简化工艺。本发明的控制变压器可广泛用于地铁、高层建筑、机场、车站、码头、工矿企业、机床控制、隧道的输配电场所等。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：

图1是根据本发明的一较佳实施例的控制变压器的分解结构。

图2示意性地示出了图1的控制变压器的磁路图。

图3a示意性地示出了传统变压器的线圈磁场图。

图3b示意性地示出了根据本发明的控制变压器的线圈磁场图。

图4示意性地示出了根据本发明的变压器的制作的部分图示。

具体实施方式

根据法拉第电磁感应定律V=-N（dФ/dt）=-NBAω，对发明的控制变压器进行说明。在公式中V为产生的电压，N为线圈的匝数，dФ/dt为变化的磁场，B为磁场的强度，A为磁芯截面积，从而可知电压V和磁场强度B磁芯截面积A的乘积成正比，电压与线圈的匝数成正比，在设定的初级或次级电压的情况下，线圈的匝数和磁芯截面积的乘积是一个设计的常数，磁场强度越大，所产生的电压（或电流）越大，磁芯截面积越大，所产生的电压（或电流）也越大，电磁转换效率也就越高。

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。

图1是根据本发明的一较佳实施例的控制变压器的分解结构。如图1所示，本发明的控制变压器100主要包括：主磁芯101、辅磁芯107a和107b、磁轭102a和102b、线圈103。

在图1所示的实施例中，铁芯的结构由主磁芯101和辅磁芯107a和107b两个部分组成。其中，主磁芯101是由一顶部105和一柱体106构成的T型磁芯柱。可以将辅磁芯107a和107b贴靠于所述主磁芯，形成多级阶梯结构。作为一个示例，主磁芯101可以采用“T”型硅钢片叠成矩形结构。辅磁芯可以由舌宽大小不等的“T”型硅钢片叠成多级阶梯结构，分别贴靠在主磁芯101的两侧（例如，主磁芯101的两端面），使变压器的磁芯柱近似圆状。

出于方便说明的目的，图1中仅示出了两个辅磁芯107a和107b，本领域技术人员应当理解，可以采用其他数量的辅磁芯，这些辅磁芯可以以其他方式与主磁芯耦合，本发明并不限于图1中所示出的特定方式。

此外，磁轭102a和磁轭102b分别呈“

”型和“”型，并分别设置于主磁芯101的两侧。该一对磁轭可以与主磁芯101一起构成”TLL”型的完整磁路结构，如图2所示。

此外，在该较佳实施例中，线圈103套置于磁芯柱106上。例如，可以将控制变压器的初级、次级线圈绕制成近似圆状，套置于磁芯柱106上。根据本发明的一个方面，初级、次级线圈之间只存在磁场关系，而没有电流关系。当然，本领域的技术人员可以理解，在本发明中也可以采用其他已知类型的线圈的设置方式，本发明并不限于图1所绘示的线圈的设置方式。

以图1所示的方式构成的结构将获得如图2所示的磁路图。图2中，虚线201表示磁力线，虚线上的箭头表示本发明的控制变压器所形成的磁力线的方向。此外，图2中的虚线202表示磁力线。

转回到图1，如图1所示，在本发明的控制变压器100中，由于辅磁芯107a和107b贴靠在主磁芯101的柱体106的两侧，使得磁芯柱106四周分别具有多级阶梯结构。请同时参考图1和图3b，主磁芯101与叠成多级阶梯结构的辅磁芯107a和108b相结合，使主磁芯101的水平横截面的四个边角处分别构成为多个倒角阶梯，以使这四个边角形成为类弧形的形状。因此，通过采用主磁芯和辅磁芯两部分，本发明的控制变压器100的主磁芯101的柱体106的横截面可呈现为近似于圆形。

一方面，与漏磁式变压器相比，在本发明的控制变压器中不存在磁分路，无需设置磁分路块。此外，本发明的控制变压器由“EI”型改为“TLL”型，在“T”状与“LL”状相接合处可采用氩弧焊焊接，可降低变压器的磁阻。另一方面，主磁芯与辅磁芯形成的底部“台阶”结构还能构成散热气道，缓解变压器因“涡流”等导致的温升。

图3a示意性地示出了一种传统的控制变压器的线圈磁场图。如图3a所示，现有技术的控制变压器的主磁芯301的柱体的横截面普遍呈矩形，这样的结构会使得磁芯柱的边角处出现磁力线的游离现象。例如，图3a中的铁芯302a边角处的磁力线301a的扩散范围较大，存在游离的现象，其中线圈303a包覆于铁芯302a外部。

图3b示意性地示出了根据本发明的控制变压器的线圈磁场图。相比于图3a中所示的现有技术的矩形横截面柱体的磁场图，图3b所示的本发明的主磁芯101的四边角处的游离磁力线304能得到充分的利用吸收，从而可以有效提高该控制变压器100的电磁转换效率。

图4示意性地示出了根据本发明的变压器的制作的部分图示。与传统的“E”型、“EI”型变压器相比，本发明的变压器具有“TLL”结构，因此能够在例如矩形材料中冲制出主磁芯101和磁轭102a和磁轭102b。该“TLL”结构能够用简便的方式来制造，从而节省材料并简化工艺。

此外，依据数学极值理论，在同等的截面积下圆状截面的周长最短，因此本发明的磁芯柱结构可以有效缩短缠绕其上的线圈每匝数的周长。由于磁芯柱上的线圈匝数巨大，因此本发明的结构可以显著减少铜线的直流铜阻和相应热耗，降低了变压器的自身功耗，节约了用铜量，降低了变压器的制造成本，从而达到了节能节材的双重效果。

此外，根据本发明，控制变压器的设计可以根据用户要求，诸如控制变压器的各个输入、输出电源，连接组别，抽头绕组容量的分配，均可根据用户要求来制造。

本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims

1.一种控制变压器，其特征在于，包括：

主磁芯，所述主磁芯是由一顶部和一柱体构成的T型磁芯柱；

多个辅磁芯，贴靠于所述主磁芯，形成多级阶梯结构状；以及

一对磁轭，分别设置于所述主磁芯的两侧，以与所述主磁芯和所述多个辅磁芯一起构成一完整磁路结构。

2.如权利要求1所述的控制变压器，其特征在于，所述多个辅磁芯的舌宽不同并且叠成所述多级阶梯结构状。

3.如权利要求1所述的控制变压器，其特征在于，所述多级阶梯结构状的辅磁芯数量是两个，分别贴靠在所述主磁芯的两端面。

4.如权利要求1所述的控制变压器，其特征在于，所述多级阶梯结构状的辅磁芯使得所述柱体的横截面呈类圆形。

5.如权利要求1所述的控制变压器，其特征在于，所述一对磁轭分别呈L型，所述一对磁轭相对放置与所述磁芯柱一起构成TLL型的完整磁路结构。

6.如权利要求1所述的控制变压器，其特征在于，还包括：

线圈，套置于所述T型磁芯柱的柱体上。

7.如权利要求1所述的控制变压器，其特征在于，所述主磁芯两端所述多级阶梯结构状的辅磁芯构成散气通道。

8.如权利要求1所述的控制变压器，其特征在于，所述主磁芯与所述多级阶梯结构状的辅磁芯为硅钢片。

9.如权利要求1所述的控制变压器，其特征在于，所述控制变压器是BK或JBK系列控制变压器。

10.如权利要求7所述的控制变压器，其特征在于，所述BK或JBK系列控制变压器适用于交流50－60Hz，电压不超过1500V。