CN106504884A - 一种感应加热同轴变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种感应加热同轴变压器，包括外金属筒体，外金属筒体前后两端分别设置有前端盖板和后端盖板用于密封，外金属筒体内设置有环形磁芯，环形磁芯上设置有绝缘导线用于形成原边绕组，绝缘导线的一端与设置在后端盖板上的原边出线端子连接，外金属筒体内还设置有中心空杆，中心空杆贯穿环形磁芯分别与前端盖板和后端盖板上的进出水接口连接，用于形成副边环路进行功率输出。本装置感应加热同轴型变压器结构简单易于批量生产，相对于同样功率普通变压器体积成倍减小，重量也成倍下降，减小自动化集成生产成本；体积小便于更换，零部件采用机加和标准件，制作工艺一致性保证性能的一致性，减小由于同一种产品加热的一致性对变压器的影响。

Description

一种感应加热同轴变压器
【技术领域】
本发明属于高频感应加热电源技术领域，涉及一种小型高频感应加热同轴型变压器。
【背景技术】
变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件，它具有电压变换、电流变化和阻抗变换及电气隔离的作用。高频感应加热变压器作为电源逆变主要组成部分，现普遍使用的高频感应加热变压器为分立组合水冷式变压器，一般由原边，副边、磁芯，散热机构、压紧机构和机箱组成。原边一般采用通水铜管或者电磁线组成，磁芯多数采用E型磁芯、副边采用通水铜管绕制，磁芯需要一定的通水散热机构；采用绝缘夹板等形式拉紧磁芯。
目前普通高频感应加热水冷变压器采用E型磁芯，磁芯外表面有散热机构，原边绕组采用电磁线或者通水铜管，副边采用通水铜管，还有相应的紧固机构造成了变压器体积大重量重；对自动化生产设备要求较高，成本太大；普通高频感应加热水冷变压器相对的E型磁芯采用压板压紧，压紧程度的不一致会影响变压器性能的一致性；原边和磁芯，副边和磁芯的耦合距离也会影响变压器性能的一致性；普通高频感应加热水冷变压器原边和磁芯，磁芯和副边，原边和副边加入复杂的绝缘处理，受到外界环境影响较大，有存在粉尘或者漏水导致绝缘破损或者绝缘击穿情况；增大故障率；高频感应加热水冷磁芯存在的气隙会加大变压器损耗。
现有变压器由于其结构和耦合形式使得变压器体积较大，重量重、耦合效率低，故障率高。随着自动化生产需求越来越大，很多时候需要移动高频感应加热变压器，就要求高频感应加热变压器体积尽量小，重量尽量轻，以节省空间和相应配套机械电气成本。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种感应加热同轴变压器，体积成倍减小，重量也成倍下降，且易于批量生产。
本发明采用以下技术方案：
一种感应加热同轴变压器，包括外金属筒体，所述外金属筒体前后两端分别设置有前端盖板和后端盖板用于密封，所述外金属筒体内设置有环形磁芯，所述环形磁芯上设置有绝缘导线用于形成原边绕组，所述绝缘导线的一端与设置在所述后端盖板上的原边出线端子连接，所述外金属筒体内还设置有中心空杆，所述中心空杆贯穿所述环形磁芯分别与所述前端盖板和后端盖板上的进出水接口连接，用于形成副边环路进行功率输出。
进一步的，所述绝缘导线穿过该环形磁芯并按顺序紧密缠绕在该环形磁芯上。
进一步的，所述前端盖板外部设置有导电板，所述前端盖板和所述导电板之间设置有绝缘组件，所述导电板与所述中心空杆和外金属筒体之间采用螺母压紧形式电气连接。
进一步的，所述导电板由两个半圆结构组成，所述两个半圆结构之间设置有所述绝缘组件用于分隔开，每个所述半圆结构上均设置有一个进出水接口。
进一步的，所述导电板上以螺母压紧形式连接有通水感应器。
进一步的，所述绝缘导线与所述后端盖板之间设置有绝缘密封组件。
进一步的，所述绝缘导线与所述原边出线端子采用焊接或压接方式连接。
进一步的，所述环形磁芯由非晶材料制成，至少包括一个。
进一步的，所述前端盖板、后端盖板和所述外金属筒体之间采用焊接方式连接。
进一步的，所述中心空杆、前端盖板和后端盖板采用铜制成。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明一种感应加热同轴变压器，采用环形非晶磁芯，此类磁心由非晶带材一次卷绕而成，没有接缝，减少了磁心损耗，饱和磁密相对普通变压器铁氧体磁芯提高4倍，同样功率变压器磁芯体积缩小；设置的中心空杆用于给变压器内部通水可以保证原边、副边和磁芯的散热，没有冗余的其他散热结构使得体积减小，前后端盖板密封连接，整个变压器受到外界粉尘、水环境影响小，故障率低，保证有效的生产。
进一步的，原边绕组采用外绝缘导线紧密绕制环形磁芯上，绝缘导线穿过该环形磁芯并按顺序紧密缠绕在该环形磁芯上，形成原边组合体，绕制好的原边组合体和副边金属筒体紧密耦合，提高耦合效率。
进一步的，前端盖板和导电板之间设置有绝缘组件，绝缘导线与后端盖板之间设置有绝缘密封组件，既能满足各零部件之间的绝缘要求又具有良好的密封性，绝缘不受粉尘和水的影响；减小故障率。
进一步的，感应加热同轴型变压器部分主要电气连接采用焊接形式，保证良好的电气性能。
综上所述，本装置感应加热同轴型变压器结构简单易于批量生产，相对于同样功率普通变压器体积成倍减小，重量也成倍下降，减小自动化集成生产成本；体积小便于更换，零部件采用机加和标准件，制作工艺一致性保证性能的一致性，减小由于同一种产品加热的一致性对变压器的影响。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明左视图；
图3为本发明右视图。
其中：1.环形磁芯，2.绝缘导线，3.中心空杆，4.导电板，5.原边出线端子，6.进出水接口，7.外金属筒体，8.前端盖板，9.后端盖板，10.绝缘组件。
【具体实施方式】
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图3所示，本发明公开了一种感应加热同轴变压器，包括外金属筒体7，所述外金属筒体7前后两端分别设置有前端盖板8和后端盖板9用于密封，所述外金属筒体7内设置有环形磁芯1，所述环形磁芯1上设置有绝缘导线2用于形成原边绕组，所述绝缘导线2的一端与设置在所述后端盖板9上的原边出线端子5连接，所述外金属筒体7内还设置有中心空杆3，所述中心空杆3贯穿所述环形磁芯1分别与所述前端盖板8和后端盖板9上的进出水接口6连接，所述前端盖板8外部设置有导电板4，中心空杆3、外金属筒体7、后端盖板9、前端盖板8和导电板4共同组合成副边耦合组合体，加入用户感应器形成副边环路可以完成功率输出；
具体如下：绝缘导线2(一根或者多跟并绕)，穿过环形磁芯1并顺序紧密缠绕到环形磁芯1上(一般根据实际绝缘导线会绕制多圈，其中环形磁芯1为一个或者多个环形磁芯并列)形成原边绕组；绝缘导线2引出线(2根或者多根)分别穿过打孔的后端盖板9(后端盖板为黄铜或者其他导电材料)，导线穿过孔处采用绝缘密封组件绝缘和密封，导线引出线焊接或者压接的方式连接到原边出线端子5上，原边出线端子5不均匀分布在后端盖板上；
原边绕组放到外金属筒体7内部，原边绕组外部导线和外金属筒体7内部紧密贴合，中心空杆3为黄铜或者其他导电材料，穿过环形磁芯1中部，中心空杆3穿过打孔的后端盖板9和后端盖板9无缝焊接到一起，中心空杆3在后端盖板9向外延伸部分连接进出水接口6，另外一个进出水接口6穿过后端盖板9并焊接或者紧固到后端盖板9上，后端盖板9和外金属筒体7无缝焊接到一起；中心空杆3穿过前端盖板8(前端盖板为紫铜或者其他导电材料)和前端盖板8之间有绝缘密封处理；外金属筒体7和前端盖8之间无缝焊接到一起；
导电板4为两个半圆结构，两个半圆之间由绝缘组件隔开，导电板中间打水道，引导水路；左右导电板分别和中心空杆3以及外金属筒体7螺母压紧形式电气连接一起，导电板4和前端盖板8之间有绝缘组件10绝缘；导电板4上以螺母压紧形式连接不同的通水感应器，感应器将电能转换为高频强磁场，被加热工件在强磁场中通过电磁感应产生感应电流，通过感应电流产生的涡流损耗和工件自身的磁滞损耗以达到加热工件的目的。
综上所述，采用新结构、新材料的同轴感应加热变压器不仅能够实现老式水冷变压器的功能，如焊接、淬火、金属熔融等，在金属管壁粉末重熔这一领域更是有着无可比拟的优势。同等功率下体积更是老式水冷变压器的20％～～25％，重量是老式水冷变压器的25％～～33％，为实现自动化生产打下了良好的基础(减少自动化成本投入，机械臂和丝杠有了更多的选择)。此外，同轴感应加热变压器零部件均采用机加件，不仅实现了零部件的标准化、模块化，便于更换的同时还提高了生产效率，为大规模生产扫除了障碍。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种感应加热同轴变压器，其特征在于：包括外金属筒体(7)，所述外金属筒体(7)前后两端分别设置有前端盖板(8)和后端盖板(9)用于密封，所述外金属筒体(7)内设置有环形磁芯(1)，所述环形磁芯(1)上设置有绝缘导线(2)用于形成原边绕组，所述绝缘导线(2)的一端与设置在所述后端盖板(9)上的原边出线端子(5)连接，所述外金属筒体(7)内还设置有中心空杆(3)，所述中心空杆(3)贯穿所述环形磁芯(1)分别与所述前端盖板(8)和后端盖板(9)上的进出水接口(6)连接，用于形成副边环路进行功率输出。
2.根据权利要求1所述的一种感应加热同轴变压器，其特征在于：所述绝缘导线(2)穿过该环形磁芯(1)并按顺序紧密缠绕在该环形磁芯(1)上。
3.根据权利要求1所述的一种感应加热同轴变压器，其特征在于，所述前端盖板(8)外部设置有导电板(4)，所述前端盖板(8)和所述导电板(4)之间设置有绝缘组件(10)，所述导电板(4)与所述中心空杆(3)和外金属筒体(7)之间采用螺母压紧形式电气连接。
4.根据权利要求3所述的一种感应加热同轴变压器，其特征在于：所述导电板(4)由两个半圆结构组成，所述两个半圆结构之间设置有所述绝缘组件(10)用于分隔开，每个所述半圆结构上均设置有一个进出水接口(6)。
5.根据权利要求3所述的一种感应加热同轴变压器，其特征在于：所述导电板(4)上以螺母压紧形式连接有通水感应器。
6.根据权利要求1所述的一种感应加热同轴变压器，其特征在于：所述绝缘导线(2)与所述后端盖板(9)之间设置有绝缘密封组件。
7.根据权利要求1所述的一种感应加热同轴变压器，其特征在于：所述绝缘导线(2)与所述原边出线端子(5)采用焊接或压接方式连接。
8.根据权利要求1所述的一种感应加热同轴变压器，其特征在于：所述环形磁芯(1)由非晶材料制成，至少包括一个。
9.根据权利要求1所述的一种感应加热同轴变压器，其特征在于：所述前端盖板(8)、后端盖板(9)和所述外金属筒体(7)之间采用焊接方式连接。
10.根据权利要求1所述的一种感应加热同轴变压器，其特征在于：所述中心空杆(3)、前端盖板(8)和后端盖板(9)采用铜制成。
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