CN105655098B - 变压器及该变压器的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变压器的技术领域，提供变压器，包括第一E形铁芯及第二E形铁芯或I形铁芯，第一E形铁芯具有中部铁芯柱及两侧部铁芯柱，中部铁芯柱上绕置有绝缘架，绝缘架绕置有初级绕组，初级绕组外周设有次级绕组，次级绕组一体连接有引脚组，次级绕组与侧部铁芯柱分别插设有隔离片。本发明还提供变压器的制造方法，采用上述制造方法制得的变压器，其将初级绕组、次级绕组一次独立绕制，且将次级绕组套设于初级绕组外周，并将引脚与线匝一体成型，绕法简单，绕制工艺受人工、机械等影响较小，成品体积小，生产效率高；此外，于次级绕组的线匝两侧加装隔离片，保证次级绕组绕制于中部铁芯柱上的垂直性，从而保证其电气特性分布参数的一致性。

Description

变压器及该变压器的制造方法

技术领域

本发明属于变压器的技术领域，尤其涉及变压器及该变压器的制造方法。

背景技术

变压器在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗、安全隔离等用途，其相关产品广泛应用于电力、冶金、纺织、机械、风电、钢铁等行业中。变压器是变换交流电压、交变电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交变电流时，铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压(或电流)。

变压器一般包括铁芯、初级绕组及次级绕组。而为了实现低压大电流，现有变压器的次级绕组一般采用夹层绕法，即次级绕组绕置在初级绕组的中间，初级绕组分两次绕。这种绕法采用多股铜线并绕，绕制复杂。如果采用的是铜箔绕组，则需要背胶绝缘，并需焊多股引脚。

因此，这种绕法普遍存在以下问题：工序复杂、生产效率低、绕制工艺受人工、机械等影响较大、其电气特性的分布参数(主要指漏感、寄生电容等)一致性较差、成品体积大、参数易漂移、散热不佳等。

发明内容

本发明的目的在于提供变压器，旨在解决现有技术的变压器由于将次级绕组绕置在初级绕组的中间，且将初级绕组分两次绕而造成的绕法复杂、需要背胶绝缘、并需焊多股引脚以及其电气特性分布参数的一致性较差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的变压器的技术方案是，其包括第一E形铁芯以及与所述第一E形铁芯对接配合形成磁通回路的第二E形铁芯或I形铁芯，所述第一E形铁芯具有悬空的中部铁芯柱及两侧部铁芯柱，所述中部铁芯柱上套设有绝缘架，所述绝缘架上绕置有初级绕组，所述初级绕组外周设有次级绕组，所述次级绕组一体连接有引脚组，所述次级绕组与所述侧部铁芯柱分别插设有用于保证所述次级绕组规则绕线的隔离片，所述第一E形铁芯架设于一底座上。

进一步地，所述隔离片上设有至少三隔离条，所述次级绕组包括匝数至少为二且沿轴向成单匝环绕延伸的线匝，每相邻两所述隔离条之间形成一用于容置单一所述线匝且防止每相邻两所述线匝相互短路的隔离槽。

进一步地，所述引脚组包括两侧引脚，所述线匝的起绕端及终绕端分别连接一所述侧引脚。

或者，进一步地，所述引脚组包括两侧引脚及一中间引脚，所述线匝的起绕端及终绕端分别连接一所述侧引脚，且所述起绕端及所述终绕端的中间所述线匝连接所述中间引脚。

进一步地，所述底座具有底板，所述底板两侧端分别设有侧板，所述侧板与所述底板的连接过渡处设有用于支撑稳固所述第一E形铁芯的凸台。

进一步地，所述底板上还开设有用于与所述引脚组配合的导正孔。

进一步地，所述侧板上开设有用于将所述初级绕组及所述次级绕组热量散发出去的通风孔。

本实施例提供的变压器相比较现有技术的有益效果：

由于上述变压器采用第一E形铁芯，第一E形铁芯具有中部铁芯柱及两侧部铁芯柱，其先通过将初级绕组绕制于中部铁芯柱上，接着将次级绕组套设于初级绕组外周，再将次级绕组的线匝与引脚采用一体连接的形式，这样，相比较现有技术次级绕组采用夹层绕法的变压器而言，上述变压器避免了由于需要将次级绕组绕置在初级绕组的中间，且将初级绕组分两次绕而造成的绕法复杂、需要背胶绝缘、并需焊多股引脚的问题，然而，其将初级绕组、次级绕组一次独立绕制，且将引脚与线匝一体成型，这样，绕法简单，绕制工艺受人工、机械等影响较小，工序简单，成品体积小，生产效率高；

此外，为了保证次级绕组规则绕线，于次级绕组与侧部铁芯柱之间设有隔离片，隔离片保证了次级绕组绕制于中部铁芯柱上的垂直性，从而保证了其电气特性分布参数(主要指漏感、寄生电容等)的一致性。

本发明另一目在于提供所述变压器的制造方法，旨在解决采用夹层绕法制造获得的变压器所存在的绕法复杂、需要背胶绝缘、并需焊多股引脚以及其电气特性分布参数的一致性较差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的所述变压器的制造方法的技术方案是，其包括以下步骤：

a)将所述绝缘架固定于专用绕线机上，根据相应匝数的设计要求绕制所述初级绕组；

b)将所述次级绕组套设于所述初级绕组的外侧；

c)于所述次级绕组的所述线匝两侧加装所述隔离片，将所述绝缘架、所述初级绕组、所述次级绕组及所述隔离片整体套于所述第一E形铁芯的所述中部铁芯柱上；

d)将所述第二E形铁芯或所述I形铁芯与所述第一E形铁芯对接；

e)将所述第一E形铁芯放置于所述底座上。

本实施例提供的上述变压器的制造方法相比较现有技术的有益效果：

采用上述变压器的制造方法所制造得到的变压器，其将初级绕组、次级绕组一次独立绕制，且将次级绕组套设于初级绕组外周，并将引脚与线匝一体成型，这样，绕法简单，绕制工艺受人工、机械等影响较小，工序简单，成品体积小，生产效率高；此外，为了保证次级绕组规则绕线，于次级绕组的线匝两侧加装隔离片，将绝缘架、初级绕组、次级绕组及隔离片整体套于第一E形铁芯的中部铁芯柱上，隔离片保证了次级绕组绕制于中部铁芯柱上的垂直性，从而保证了其电气特性分布参数(主要指漏感、寄生电容等)的一致性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的变压器的立体分解爆炸图；

图2是本发明实施例提供的变压器的隔离片的立体结构示意图；

图3是本发明实施例提供的变压器的次级绕组为两匝数二引脚时的立体结构示意图；

图4是图3提供的变压器的次级绕组为两匝数二引脚时的展开结构示意图；

图5是本发明实施例提供的变压器的次级绕组为四匝数二引脚时的立体结构示意图；

图6是本发明实施例提供的变压器的次级绕组为两匝数三引脚时的立体结构示意图；

图7是本发明实施例提供的变压器的次级绕组为四匝数三引脚时的立体结构示意图；

图8是本发明实施例提供的变压器的底座的立体结构示意图；

图9是本发明另一目的提供的变压器的制造方法的各部件组装过程图；

图10是本发明实施例提供的变压器的立体结构示意图；

图11是本发明实施例提供的变压器的剖视图。

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。

如图1～11所示，为本发明提供的较佳实施例。

需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。

还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1和图8所示，本实施例提供的变压器10，包括第一E形铁芯11以及与第一E形铁芯11对接配合形成磁通回路的第二E形铁芯(图中未示)或I形铁芯16，第一E形铁芯11具有悬空的中部铁芯柱111及两侧部铁芯柱112，中部铁芯柱111上绕置有绝缘架，绝缘架绕置有初级绕组12，初级绕组12外周设有次级绕组13，次级绕组13一体连接有引脚组131，次级绕组13与侧部铁芯柱112分别插设有用于保证次级绕组13规则绕线的隔离片14，第一E形铁芯11架设于一底座17上。

本实施例提供的变压器10相比较现有技术的有益效果：

如图1所示，由于上述变压器10采用第一E形铁芯11，第一E形铁芯11具有中部铁芯柱111及两侧部铁芯柱112，其先通过将初级绕组12绕制于中部铁芯柱111上，接着将次级绕组13套设于初级绕组12外周，再将次级绕组13的线匝132与引脚组131采用一体连接的形式，这样，相比较现有技术次级绕组13采用夹层绕法的变压器10而言，上述变压器10避免了由于需要将次级绕组13绕置在初级绕组12的中间，且将初级绕组12分两次绕而造成的绕法复杂、需要背胶绝缘、并需焊多股引脚组131的问题，然而，其将初级绕组12、次级绕组13一次独立绕制，且将引脚组131与线匝132一体成型，这样，绕法简单，绕制工艺受人工、机械等影响较小，工序简单，成品体积小，生产效率高；

此外，为了保证次级绕组13规则绕线，于次级绕组13与侧部铁芯柱112之间设有隔离片14，隔离片14保证了次级绕组13绕制于中部铁芯柱111上的垂直性，从而保证了其电气特性分布参数(主要指漏感、寄生电容等)的一致性。

为了使得次级绕组13获得低压大电流，初级绕组12的匝数较多，次级绕组13的匝数较少。

需要说明的是，第一E形铁芯11与第二E形铁芯或I形铁芯16的接合处通过点黑胶固定。

如图1和图2所示，为了防止每相邻两线匝132相互短路，如隔离片14上设有至少三隔离条141，次级绕组13包括匝数至少为二且沿轴向成单匝环绕延伸的线匝132，每相邻两隔离条141之间形成一用于容置单一线匝132的隔离槽142。这样，每一线匝132均置于隔离槽142中，每相邻两线匝132之间通过隔离条141隔开，避免了由于相邻两线匝132短路导致线匝132匝数变少，从而致使次级绕组13两端的电压变小的问题。

如图1所示，为了便于绕置初级绕组12，中部铁芯柱111与初级绕组12之间设有绝缘架15。绕制初级绕组12时，先将绝缘架15固定安装于专用绕线机上，再根据变压器10电压比的设计要求绕制初级绕组12相应的匝数。

需要说明的是，如图1所示，绝缘架15呈矩形框架，故于其上所绕制的初级绕组12也呈矩形；次级绕组13的线匝132为铜带线匝132，且其呈条带状，其线圈呈矩形；绝缘架15、隔离片14均为绝缘材料，且绝缘架15、次级绕组13及隔离片14均通过机械模具成型，这样，各部件通过机械模具成型，其生产能效高，且结构一致性得到保证，即保证了其电气特性分布参数的一致性；

此外，如图1所示，矩形的绝缘架15及初级绕组12套设于第一E形铁芯11的中部铁芯柱111上之后，可根据中部铁芯柱111与两侧部铁芯柱112之间的间隙大小，来合理调整次级绕组13铜带线匝132宽度及高度，并为隔离片14安装预留足够的空间，这样，可最大限度地利用第一E形铁芯11绕线窗口面积，即能够最大限度地提高变压器10的材料利用率，减少材料浪费；矩形的次级绕组13、初级绕组12及绝缘架15依次嵌套，各部件结构简单，组装工序简单，操作方便，散热系统佳，并大大增强变压器10的拉载能力。

还需要说明的是，如图1所示，次级绕组13的材料采用红铜材质，其导热系数能达到395W/m.K；在根据电器功率需求而计算出的次级绕组13导电面积后，可根据需求灵活控制次级绕组13铜带线匝132的宽度与厚度，即电器功率需求为小功率时，铜带线匝132选较薄村料，电器功率需求逐渐增大时，铜带线匝132逐渐加宽、加厚；

并且，次级绕组13套于初级绕组12的外周侧，这样，不需包覆绝缘胶带，属于开架式结构，散热较佳，组装容易，其电气特性分布参数的一致性也较好，满足批量化生产的需要。

此外，由于次级绕组13的线匝132与引脚组131为一体成型，这样，减小了次级绕组13的直流电阻，转换效率得到提升。

本实施例关于次级绕组13为多匝数二引脚(即多匝数二抽头)的优选实施方式：

如图3和图4所示，引脚组131包括两侧引脚1311，线匝132的起绕端及终绕端分别连接一侧引脚1311。对于多匝数二引脚的次级绕组13来说，线匝132的起绕端及终绕端两端的侧引脚1311电压就是一正一负，这样，次级绕组13就只有两个电压。

本实施例关于次级绕组13为多匝数三引脚(即多匝数三抽头)的优选实施方式：

如图1、图5和图6所示，引脚组131包括两侧引脚1311及一中间引脚1312，线匝132的起绕端及终绕端分别连接一侧引脚1311，且起绕端及终绕端的中间线匝132连接中间引脚1312。对于多匝数三引脚的次级绕组13来说，除了线匝132的起绕端及终绕端两端的侧引脚1311电压是一正一负之外，起绕端及终绕端的中间线匝132所连接的中间引脚1312也具有一电压，该电压相对于两端侧引脚1311的电压居中，电压刚好为零，这样，次级绕组13就有三个电压。次级绕组13的引脚越多，其变压器10的初级绕组12及次级绕组13的匝数比变化越多，即电压比变化越多，其变压器10的抗干扰能力将越强。

如图1和图8所示，底座17具有底板171，底板171两侧端分别设有侧板172，侧板172与底板171的连接过渡处设有用于支撑稳固第一E形铁芯11的凸台173。这样，将与第二E形铁芯或I形铁芯16对接的第一E形铁芯11整体放置于凸台173上，并通过侧板172抵靠定位，第一E形铁芯11稳固地支撑于底座17上。

如图1和图8所示，为了便于将第一E形铁芯11支撑于底座17上，底板171上还开设有用于与引脚组131配合的导正孔174。这样，在安装第一E形铁芯11时，只需要将次级绕组13上的引脚组131对应插入底板171上的导正孔174即可。

通常，为了便于实现变压器10与PCB电路板的电性连接，于PCB电路板与变压器10装配的位置上会铺设有铜，防止变压器10次级绕组13引脚组131各引脚之间短路，底座17的材料选择为塑胶，这样，能起到绝缘防护作用。

同时，如图1和图8所示，为了使得变压器10散热系统更为优良，侧板172上开设有用于将初级绕组12及次级绕组13热量散发出去的通风孔175。

通风孔175的数量为多个，凸台173的数量也为多个，多个通风孔175与多个凸台173错开排布，更加充分地利用了底座17上的内部空间，达到兼顾稳固支撑第一E形铁芯11和及时为初级绕组12与次级绕组13散热降温的双重最优效果。

本实施例还提供了上述变压器10的制造方法，如图9所示，包括以下步骤：

a)将绝缘架15固定于专用绕线机上，根据相应匝数的设计要求绕制初级绕组12；

b)将次级绕组13套设于初级绕组12的外侧；

c)于次级绕组13的线匝132两侧加装隔离片14，将绝缘架15、初级绕组12、次级绕组13及隔离片14整体套于第一E形铁芯11的中部铁芯柱111上；

d)将第二E形铁芯或I形铁芯16与第一E形铁芯11对接；

e)将第一E形铁芯11放置于底座17上。

在步骤d)中，还包括在第一E形铁芯11与第二E形铁芯或I形铁芯16的接合处点黑胶固定。

在步骤e)中，还包括将引脚组131各引脚对准各导正孔174，引脚组131各引脚采用点黑胶固定于各导正孔174中。

本实施例提供的上述变压器10的制造方法相比较现有技术的有益效果：

如图1和图11所示，采用上述变压器10的制造方法所制造得到的变压器10，其将初级绕组12、次级绕组13一次独立绕制，且将次级绕组13套设于初级绕组12外周，并将引脚组131与线匝132一体成型，这样，绕法简单，绕制工艺受人工、机械等影响较小，工序简单，成品体积小，生产效率高；此外，为了保证次级绕组13规则绕线，于次级绕组13的线匝132两侧加装隔离片14，将绝缘架15、初级绕组12、次级绕组13及隔离片14整体套于第一E形铁芯11的中部铁芯柱111上，隔离片14保证了次级绕组13绕制于中部铁芯柱111上的垂直性，从而保证了其电气特性分布参数(主要指漏感、寄生电容等)的一致性。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (8)

1.变压器，其特征在于：包括第一E形铁芯以及与所述第一E形铁芯对接配合形成磁通回路的第二E形铁芯或I形铁芯，所述第一E形铁芯具有悬空的中部铁芯柱及两侧部铁芯柱，所述中部铁芯柱上套设有绝缘架，所述绝缘架上绕置有初级绕组，所述初级绕组外周设有次级绕组，所述次级绕组一体连接有引脚组，所述次级绕组与所述侧部铁芯柱分别插设有用于保证所述次级绕组规则绕线的隔离片，所述第一E形铁芯架设于一底座上；所述绝缘架呈矩形框架，所述初级绕组呈矩形，所述次级绕组呈矩形且其线匝呈条带状，所述初级绕组的线圈、所述次级绕组的线匝与所述隔离片的表面平行。

2.如权利要求1所述的变压器，其特征在于：所述隔离片上设有至少三隔离条，所述次级绕组包括匝数至少为二且沿轴向成单匝环绕延伸的线匝，每相邻两所述隔离条之间形成一用于容置单一线匝且防止每相邻两所述线匝相互短路的隔离槽。

3.如权利要求2所述的变压器，其特征在于：所述引脚组包括两侧引脚，所述线匝的起绕端及终绕端分别连接一所述侧引脚。

4.如权利要求2所述的变压器，其特征在于：所述引脚组包括两侧引脚及一中间引脚，所述线匝的起绕端及终绕端分别连接一所述侧引脚，且所述起绕端及所述终绕端的中间所述线匝连接所述中间引脚。

5.如权利要求3或4所述的变压器，其特征在于：所述底座具有底板，所述底板两侧端分别设有侧板，所述侧板与所述底板的连接过渡处设有用于支撑稳固所述第一E形铁芯的凸台。

6.如权利要求5所述的变压器，其特征在于：所述底板上还开设有用于与所述引脚组配合的导正孔。

7.如权利要求5所述的变压器，其特征在于：所述侧板上开设有用于将所述初级绕组及所述次级绕组热量散发出去的通风孔。

8.如权利要求1～7任一项所述变压器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)将所述绝缘架固定于专用绕线机上，根据相应匝数的设计要求绕制所述初级绕组；

b)将所述次级绕组套设于所述初级绕组的外侧；

c)于所述次级绕组的所述线匝两侧加装所述隔离片，将所述绝缘架、所述初级绕组、所述次级绕组及所述隔离片整体套于所述第一E形铁芯的所述中部铁芯柱上；

d)将所述第二E形铁芯或所述I形铁芯与所述第一E形铁芯对接；

e)将所述第一E形铁芯放置于所述底座上。