CN105826047B - 一种高压电源变压器及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变压器及其生产工艺，变压器包括磁芯、原边绕组、副边绕组、环氧树脂上骨架、环氧树脂下骨架、接线柱，通过原边绕组绕制、副边绕组绕制、第一个原边绕组装配、第二个原边绕组装配、变压器树脂浇注、变压器环氧树脂浇注生产工艺，对变压器上下骨架、铜接线柱结构及装备配方法进行改变，并在原边绕组外层用绝缘纸与铜箔隔离，使得本发明的变压器具有抗干扰、输出波形稳定、绝缘性能高的优点。

Description

一种高压电源变压器及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种高压电源变压器及其生产工艺。

背景技术

变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件。现有变压器一般包括磁芯、骨架及绕组，绕组与磁芯是变压器本体，但是该种变压器因没有隔离措施，导致输出电压波波形不稳定，抗干扰性能差；又由于高电压，对绝缘要求严格。

发明内容

本发明针对上述问题，设计了一种变压器及其生产工艺，目的在于：采用铜箔屏蔽隔离措施，解决变压器外界干扰及自身干扰的问题；采用环氧树脂二次浇注措施，解决变压器绝缘及散热问题。

本发明的技术解决方案：

一种变压器，包括磁芯、原边绕组、副边绕组、环氧树脂上骨架、环氧树脂下骨架、接线柱，其特征在于：所述磁芯由两个U型状装配而成，所述环氧树脂上骨架和环氧树脂下骨架均由两个相同的小等腰梯形体、两个相同的大等腰梯形体和相同的两个长方体，左右对称，由外向里按小等腰梯形体、大等腰梯形体、长方体顺序组合而成，左右之间由一个矩形体联接成一个整体；所述接线柱一端是圆柱状，另一端是有螺纹的圆柱状并且沿圆柱轴线方向有一定深度的圆形孔，圆柱中间部分加工成半圆柱状；所述原边绕组绕在U型状磁芯上，副边绕组绕在环氧树脂上骨架和环氧树脂下骨架上；所述接线柱圆柱状端头安装在环氧树脂上骨架的盲孔里。

优选地，所述磁芯采用导磁能力强的铁氧体磁芯。

进一步地，所述环氧树脂上骨架矩形体长度比长方体长度短，厚度比长方体薄，宽度比长方体宽，小等腰梯形体在厚度方向有一通孔，其下底长度与大等腰梯形的上底长度相等，小等腰梯形体的厚度要比大等腰梯形体厚度薄；大等腰梯形的下底与长方体的长度一致，厚度比长方体厚度高，长方体的厚度比大等腰梯形体的厚度薄，比小等腰梯形体的厚度厚，沿长方体长度方向均匀分布2个盲孔；左右之间联接的小等腰梯形体下底比小于长方体长度，居于中间，厚度与小梯形厚度一样。

进一步地，所述环氧树脂下骨架矩形体长度比长方体长度短，厚度比长方体薄，宽度比长方体宽，小等腰梯形体在厚度方向有一通孔，其下底长度与大等腰梯形的上底长度相等，小等腰梯形体的厚度要比大等腰梯形体厚度薄；大等腰梯形的下底与长方体的长度一致，厚度与长方体厚度一样，在大等腰梯形体和长方体的组合体上设有两个孔，骨架上预埋四支用于固定的绝缘螺栓。

所述环氧树脂上骨架和下骨架是由树脂按模具浇注而成的。

优选地，所述接线柱材质是黄铜。

一种变压器的生产工艺：

1、原边绕组绕制

1）原边绕组：

取一个已选定好的U型磁芯，把中间横的部分用耐高压的绝缘胶带缠绕一层，缠绕胶带时用力挤压让胶带完全粘贴在磁芯上，避免有空气残留在胶带和磁芯之间；把选定好的漆包线分两层绕在磁芯上，第一层绕好后用绝缘纸包裹好并用绝缘胶带固定，再绕第二层。第二层绕组绕制完成后用绝缘纸包裹在绕组上，并用绝缘胶带固定，把和绕组等宽的铜箔包裹在绝缘纸外层，包裹一层，用扎带扎紧，对绕组的起始端和末端做上标记，便于分辨。

2）再取一个同样的U型磁芯，用同样的方法，按照同样绕制方向，绕制第二个原边绕组，对起始端和末端分别做上标记。

3）取一个绕制好原边绕组的U型磁芯从环氧树脂下骨架的平整面一侧把磁芯立腿放到骨架匹配的孔里。调理平整，把绕组的两个线头分别从靠近的磁芯边上的圆孔穿过到环氧树脂下骨架的另一边。

4）把环氧树脂上骨架平整面放置到原边绕组磁芯上，上骨架的面与下骨架的面平行，背对背用尼龙螺钉从两侧把上下骨架固定好。

2、副边绕组绕制：

1)把选定好线径的漆包线沿着骨架的中间方槽，按规定的匝数和绕制方向绕副边绕组，第一层绕制完成后用绝缘纸将绕组包裹起来，用胶带固定住，继续绕第二层，每一层用绝缘纸包裹，用胶带固定，以此类推。

2)绕组的最外层用薄铜箔包裹起来，用尼龙扎带扎紧。

3、第一个原边绕组装配：

取一件从环氧树脂下骨架平面侧装入到对应孔中，将环氧树脂上骨架平面侧压在U型磁芯原边绕组上，与环氧树脂下骨架背靠背，面平行；用尼龙螺栓从上下骨架两侧小梯形上的孔联接，固定，拧紧。

4、第二个原边绕组装配：

把已绕好的第二个原边绕组从环氧树脂下骨架的另一面上放置到对应的圆孔里，与第一个原边绕组的磁芯对称。放置时第二个原边绕组的起始端与第一个原边绕组的末端放在同一侧，把第一个原边绕组的末端和第二个原边绕组的起始端分别去除多余部分，保持两端能够搭接在一起，用烙铁锡焊牢固，用酒精清洗焊接处，并沾取少许清漆涂抹焊接处，晾干。用胶带固定在环氧树脂下骨架上。

5、变压器树脂浇注：

把树脂上骨架上的4a个盲孔用橡胶泥填满保护；把绕制装配好的变压器放置到容器里，放置时把环氧树脂下骨架朝上，倒入调制好的环氧树脂，树脂倒入量要把原副边绕组浸没为准；将盛有树脂和变压器的容器放到真空箱里抽真空；之后，把变压器从树脂容器中取出放置到托盘里，连同托盘放到干燥箱中烘干固化。

把已固化的变压器从干燥箱里取出，将树脂上骨架上的盲孔里的橡胶泥清理干净，把4个铜接线柱的圆柱部分放到盲孔里，铜接线柱中间平面部分（切除后形成的）朝向外侧，与对面的铜接线柱背靠背，且平面基本上要平行；与同侧另一个接线柱的平面保持在同一个平面上，用快干胶粘住。

选一组背靠背的铜接线柱，把原边绕组的起始端用烙铁锡焊在一个接线柱的平面上，把原边绕组的末端用烙铁锡焊在与另一个接线柱的平面上。同样，把副边绕组的起始端和末焊接在另一组背靠背的铜接线柱中间半圆柱平面上，用酒精清洗焊接处，清洁干净，加热烘干。

把装配好的变压器放置到事先设计加工好的橡胶模具中，放置时环氧树脂下骨架朝上，用于固定的4个绝缘螺柱的三分之二部分高出橡胶模具。把环氧树脂和硅微粉按一定的比例调制好，加热到适当温度，使树脂变稀，保持恒温，搅拌。把调制好的树脂硅微粉放到真空箱里抽真空，尽量把树脂里的空气排干净。把调制处理好的树脂倒入变压器模具里，再连同模具一起放到真空箱抽真空，直到树脂没有气泡排出为止。树脂固化后从模具中取出，变压器制作成功。

6、变压器环氧树脂浇注

将绕好的一组变压器绕组置入模具中，注入树脂 ，干燥烘干。

所述步骤2中绝缘纸为白色耐高压、耐高温纸。

所述步骤2中胶带耐高压。

所述步骤3中树脂为环氧树脂。

本发明的有益效果：

该发明通过对变压器上下骨架、铜接线柱结构及装备配方法的改变，并在原边绕组外层用绝缘纸与铜箔隔离，使得本发明的变压器具有抗干扰、输出波形稳定、绝缘性能高的优点。

附图说明

图1为本发明变压器整体主视结构示意图。

图2为本发明磁芯主视结构示意图。

图3为本发明副边绕组绕制示意图。

图4为本发明环氧树脂上骨架主视结构示意图。

图5为本发明环氧树脂上骨架俯视结构示意图。

图6为本发明环氧树脂下骨架俯视结构示意图。

图7为本发明环氧树脂下骨架主视结构示意图。

图8为本发明铜接线柱结构示意图。

其中：1、环氧树脂上骨架 2、磁芯 3、环氧树脂下骨架 4、尼龙螺柱 5、原边绕组6、绝缘纸 7、铜箔 8、螺栓螺母 9、副边绕组 10、铜接线柱

11、环氧树脂硅微粉混合物，12、绝缘纸，13、铜箔 。

具体实施方式

以下结合实施例来具体说明本发明。

实施例：本发明的变压器用于大功率高压电源上的灯丝变压器或栅偏变压器。

如图1所示，本发明的一种变压器，包括磁芯2、原边绕组5、副边绕组9、环氧树脂上骨架1、环氧树脂下骨架3、绝缘纸6、铜箔7、铜接线柱10、固定螺栓螺母8和绝缘尼龙螺柱4。

如图2所示，磁芯2采用导磁能力强的铁氧体磁芯，由两个U型状装配而成；所述的原边绕组是选定好线径、匝数的漆包线绕组，绕在U型状磁芯上的。

如图3所述，副边绕组9是选定好线径、匝数的漆包线绕组，绕在环氧树脂上骨架和环氧树脂下骨架上。

如图4和图5所示，环氧树脂上骨架1是由树脂按模具浇注而成的。环氧树脂上骨架是由两个相同的小等腰梯形体1-1、两个相同的大等腰梯形体1-2和相同的两个长方体1-3，左右对称，由外向里按小等腰梯形体1-1、大等腰梯形体1-2、长方体1-3顺序组合而成，左右之间由一个矩形体1-5联接成一个整体，矩形体长度比长方体长度短，厚度比长方体薄，宽度比长方体宽。小等腰梯形1-1体在厚度方向有一通孔1-6，其下底长度与大等腰梯形的上底长度相等，小等腰梯形体的厚度要比大等腰梯形体厚度薄。大等腰梯形1-2的下底与长方体的长度一致，厚度比长方体厚度要高，长方体1-3的高（厚）度比大等腰梯形体的厚度薄，比小等腰梯形体的厚度要厚，沿长方体长度方向均匀分布两个盲孔。左右之间联接的小等腰梯形体下底比小于长方体长度，居于中间，厚度与小梯形厚度一样；

如图6和图7所示，环氧树脂下骨架3是由树脂按模具浇注而成的。环氧树脂下骨架是由两个相同的小等腰梯形体3-1、两个相同的大等腰梯形体3-2和两个长方体3-3，左右对称，由外向里按小等腰梯形体、大等腰梯形体、长方体顺序组合而成，左右之间由一个矩形体3-4联接成整体，矩形体长度比长方体长度短，厚度比长方体薄，宽度比长方体宽。小等腰梯形体3-1在厚度方向有一通孔3-7，其下底长度与大等腰梯形的上底长度相等，小等腰梯形体的厚度要比大等腰梯形体厚度薄。大等腰梯形3-2的下底与长方体3-3的长度一致，厚度与长方体厚度一样，在大等腰梯形体和长方体的组合体上有两个孔。骨架上预埋四支用于固定的绝缘螺栓3-6。

如图8所示，铜接线柱10是一端是圆柱10-3，另一端是有螺纹的圆柱10-1并且沿圆柱轴线方向有一定深度的圆形孔，圆柱中间部分加工成半圆柱10-2。

变压器生产工艺，包括如下步骤：

1、原边绕组：

1）取一个已选定好的U型磁芯2，把中间横的部分用耐高压的绝缘胶带缠绕一层，缠绕胶带时用力挤压让胶带完全粘贴在磁芯上，避免有空气残留在胶带和磁芯之间。把选定好的漆包线分两层绕在磁芯上，第一层绕好后用绝缘纸6包裹好并用绝缘胶带固定，再绕第二层。第二层绕组绕制完成后用绝缘纸6包裹在绕组上，并用绝缘胶带固定，把和绕组等宽的铜箔7包裹在绝缘纸外层，包裹一层，用扎带扎紧，对绕组的起始端和末端做上标记，便于分辨。

2）再取一个同样的U型磁芯2，用同样的方法，按照同样绕制方向，同样的匝数绕制第二个原边绕组，对起始端和末端分别做上标记。

3）取一个绕制好原边绕组的U型磁芯2从环氧树脂下骨架3的平整面一侧把磁芯立腿放到环氧树脂下骨架3匹配的孔3-5里。调理平整，把绕组的两个线头分别从靠近的磁芯边上的圆孔穿过到环氧树脂下骨架3的另一边。

4）把环氧树脂上骨架1平整面放置到原边绕组磁芯5上，环氧树脂上骨架1的面与下骨架3的面平行，背对背用尼龙螺栓螺母8从两侧把上下骨架固定好。

2、副边绕组绕制：

1）把选定好线径的漆包线沿着上骨架1中间方槽1-7和下骨架中间方槽3-8，按规定的匝数和绕制方向绕副边绕组9，第一层绕制完成后用绝缘纸12将绕组包裹起来，用胶带固定住，继续绕第二层，每一层用绝缘纸12包裹，用胶带固定，以此类推。

2）绕组的最外层用薄铜箔13包裹起来，用尼龙扎带扎紧。

3、第一个原边绕组装配：

取一件从环氧树脂下骨架平面侧装入到对应孔中，将环氧树脂上骨架平面侧压在U型磁芯原边绕组上，与环氧树脂下骨架背靠背，面平行；用尼龙螺栓从上下骨架两侧小梯形上的孔联接，固定，拧紧。

4、第二个原边绕组装配：

把已绕好的第二个原边绕组从环氧树脂下骨架3的另一面上放置到对应的圆孔里，与第一个原边绕组的磁芯对称。放置时第二个原边绕组的起始端与第一个原边绕组的末端放在同一侧，把第一个原边绕组的末端和第二个原边绕组的起始端分别去除多余部分，保持两端能够搭接在一起，用烙铁锡焊牢固，用酒精清洗焊接处，并沾取少许清漆涂抹焊接处，晾干。用胶带固定在环氧树脂下骨架上。

5、变压器树脂浇注：

1）把树脂上骨架1上的四个盲孔1-4用橡胶泥填满保护。把绕制装配好的变压器放置到容器里，放置时把环氧树脂下骨架3朝上，倒入调制好的环氧树脂11，树脂倒入量要把原副边绕组9浸没为准，不宜过多，防止把下骨架3上的四个绝缘螺柱浸到树脂里。把盛有树脂和变压器的容器放到真空箱里抽真空，目的是把绕组里的空隙间的空气排出，让树脂渗透到绕组间隙里。把变压器从树脂容器中取出放置到托盘里，连同托盘放到干燥箱中烘干固化。

2）把已固化的变压器从干燥箱里取出，把树脂上骨架上的盲孔1-4里的橡胶泥清理干净，把四个铜接线柱10的圆柱10-3部分放到盲孔1-4里，铜接线柱中间半圆柱10-2平面部分（切除后形成的）朝向外侧，与对面的铜接线柱10背靠背，且半圆柱10-2平面基本上要平行；与另一个铜接线柱10的半圆柱10-2平面保持在同一个平面上，用快干胶粘住。

3）选一组背靠背的铜接线柱10，把原边绕组5的起始端用烙铁锡焊在一个铜接线柱10的平面上，把原边绕组5的末端用烙铁锡焊在与另一个铜接线柱10的平面上。同样，把副边绕组9的起始端和末焊接在另一组背靠背的铜接线柱中间半圆柱10-2平面上，用酒精清洗焊接处，清洁干净，加热烘干。

4）把装配好的变压器放置到事先设计加工好的橡胶模具中，放置时环氧树脂下骨架3朝上，用于固定的四个绝缘螺柱1-4的三分之二部分高出橡胶模具。把环氧树脂和硅微粉按一定的比例调制好，加热到适当温度，使树脂变稀，保持恒温，搅拌。把调制好的环氧树脂硅微粉混合物11放到真空箱里抽真空，尽量把树脂里的空气排干净。把调制处理好的环氧树脂硅微粉混合物11倒入变压器模具里，再连同模具一起放到真空箱抽真空，直到树脂没有气泡排出为止。树脂固化后从模具中取出，变压器制作成功。

6、变压器环氧树脂浇注

将绕好的一组变压器绕组置入模具中，注入树脂 ，干燥烘干。

Claims (7)

1.一种变压器，包括磁芯、原边绕组、副边绕组、环氧树脂上骨架、环氧树脂下骨架、接线柱，其特征在于：所述磁芯由两个U型状装配而成，所述环氧树脂上骨架和环氧树脂下骨架均由两个相同的小等腰梯形体、两个相同的大等腰梯形体和相同的两个长方体，左右对称，由外向里按小等腰梯形体、大等腰梯形体、长方体顺序组合而成，左右之间由一个矩形体联接成一个整体；所述接线柱一端是圆柱状，另一端是有螺纹的圆柱状并且沿圆柱轴线方向有一定深度的圆形孔，圆柱中间部分加工成半圆柱状；所述原边绕组绕在U型状磁芯上，副边绕组绕在环氧树脂上骨架和环氧树脂下骨架上，所述接线柱圆柱状端头安装在环氧树脂上骨架的盲孔里；所述变压器的生产工艺，具体包括如下步骤：

一、原边绕组绕制：

1）原边绕组：

取一个已选定好的U型磁芯，把中间横的部分用耐高压的绝缘胶带缠绕一层，缠绕胶带时用力挤压让胶带完全粘贴在磁芯上，避免有空气残留在胶带和磁芯之间；把选定好的漆包线分两层绕在磁芯上，第一层绕好后用绝缘纸包裹好并用绝缘胶带固定，再绕第二层；

第二层绕组绕制完成后用绝缘纸包裹在绕组上，并用绝缘胶带固定，把和绕组等宽的铜箔包裹在绝缘纸外层，包裹一层，用扎带扎紧，对绕组的起始端和末端做上标记，便于分辨；

2）再取一个同样的U型磁芯，用同样的方法，按照同样绕制方向，绕制第二个原边绕组，对起始端和末端分别做上标记；

3）取一个绕制好原边绕组的U型磁芯从环氧树脂下骨架的平整面一侧把磁芯立腿放到骨架匹配的孔里；

调理平整，把绕组的两个线头分别从靠近的磁芯边上的圆孔穿过到环氧树脂下骨架的另一边；

4）把环氧树脂上骨架平整面放置到原边绕组磁芯上，上骨架的面与下骨架的面平行，背对背用尼龙螺钉从两侧把上下骨架固定好；

二、副边绕组绕制：

1）把选定好线径的漆包线沿着骨架的中间方槽，按规定的匝数和绕制方向绕副边绕组，第一层绕制完成后用绝缘纸将绕组包裹起来，用胶带固定住，继续绕第二层，每一层用绝缘纸包裹，用胶带固定，以此类推；

2）绕组的最外层用薄铜箔包裹起来，用尼龙扎带扎紧；

三、第一个原边绕组装配：

取一件从环氧树脂下骨架平面侧装入到对应孔中，将环氧树脂上骨架平面侧压在U型磁芯原边绕组上，与环氧树脂下骨架背靠背，面平行；用尼龙螺栓从上下骨架两侧小梯形上的孔联接，固定，拧紧；

四、第二个原边绕组装配：

把已绕好的第二个原边绕组从环氧树脂下骨架的另一面上放置到对应的圆孔里，与第一个原边绕组的磁芯对称；

放置时第二个原边绕组的起始端与第一个原边绕组的末端放在同一侧，把第一个原边绕组的末端和第二个原边绕组的起始端分别去除多余部分，保持两端能够搭接在一起，用烙铁锡焊牢固，用酒精清洗焊接处，并沾取少许清漆涂抹焊接处，晾干；

用胶带固定在环氧树脂下骨架上；

五、变压器树脂浇注：

1）把树脂上骨架上的4a个盲孔用橡胶泥填满保护；把绕制装配好的变压器放置到容器里，放置时把环氧树脂下骨架朝上，倒入调制好的环氧树脂，树脂倒入量要把原副边绕组浸没为准；将盛有树脂和变压器的容器放到真空箱里抽真空；之后，把变压器从树脂容器中取出放置到托盘里，连同托盘放到干燥箱中烘干固化；

2）把已固化的变压器从干燥箱里取出，将树脂上骨架上的盲孔里的橡胶泥清理干净，把4个铜接线柱的圆柱部分放到盲孔里，铜接线柱中间平面部分朝向外侧，与对面的铜接线柱背靠背，且平面基本上要平行；与同侧另一个接线柱的平面保持在同一个平面上，用快干胶粘住；

3）选一组背靠背的铜接线柱，把原边绕组的起始端用烙铁锡焊在一个接线柱的平面上，把原边绕组的末端用烙铁锡焊在与另一个接线柱的平面上；

4）同样，把副边绕组的起始端和末焊接在另一组背靠背的铜接线柱中间半圆柱平面上，用酒精清洗焊接处，清洁干净，加热烘干；

5）把装配好的变压器放置到事先设计加工好的橡胶模具中，放置时环氧树脂下骨架朝上，用于固定的4个绝缘螺柱的三分之二部分高出橡胶模具；

6）把环氧树脂和硅微粉按一定的比例调制好，加热到适当温度，使树脂变稀，保持恒温，搅拌；

7）把调制好的树脂硅微粉放到真空箱里抽真空，尽量把树脂里的空气排干净；

8）把调制处理好的树脂倒入变压器模具里，再连同模具一起放到真空箱抽真空，直到树脂没有气泡排出为止；

9）树脂固化后从模具中取出，变压器制作成功；

六、变压器环氧树脂浇注：

将绕好的一组变压器绕组置入模具中，注入树脂 ，干燥烘干。

2.如权利要求1所述的变压器，其特征在于：所述磁芯采用导磁能力强的铁氧体磁芯。

3.如权利要求1所述的变压器，其特征在于：所述环氧树脂上骨架矩形体长度比长方体长度短，厚度比长方体薄，宽度比长方体宽，小等腰梯形体在厚度方向有一通孔，其下底长度与大等腰梯形的上底长度相等，小等腰梯形体的厚度要比大等腰梯形体厚度薄；大等腰梯形的下底与长方体的长度一致，厚度比长方体厚度高，长方体的厚度比大等腰梯形体的厚度薄，比小等腰梯形体的厚度厚，沿长方体长度方向均匀分布2个盲孔；左右之间联接的小等腰梯形体下底比小于长方体长度，居于中间，厚度与小梯形厚度一样。

4.如权利要求1所述的变压器，其特征在于：所述环氧树脂下骨架矩形体长度比长方体长度短，厚度比长方体薄，宽度比长方体宽，小等腰梯形体在厚度方向有一通孔，其下底长度与大等腰梯形的上底长度相等，小等腰梯形体的厚度要比大等腰梯形体厚度薄；大等腰梯形的下底与长方体的长度一致，厚度与长方体厚度一样，在大等腰梯形体和长方体的组合体上设有两个孔，骨架上预埋四支用于固定的绝缘螺栓。

5.如权利要求1所述的变压器，其特征在于：所述接线柱材质是黄铜。

6.如权利要求1所述的变压器，其特征在于：所述变压器的生产工艺步骤二中绝缘纸为白色耐高压、耐高温纸。

7.如权利要求1所述的变压器，其特征在于：所述变压器的生产工艺步骤二中胶带耐高压。