CN110690031B - 变压器骨架、变压器及用电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于变压器技术领域，涉及变压器骨架、变压器及用电设备。通过在变压器骨架设置一个初级绕线槽与一个次级绕线槽，初级绕线槽由第一侧板、隔板与绕线筒围成，次级绕线槽由第二侧板、隔板与绕线筒围成。绕线筒的端口可以分别插设磁芯，初级绕线槽可以整齐紧密地绕设初级线圈，次级绕线槽可以整齐紧密地绕设次级线圈，该变压器骨架能避免现有变压器骨架的多槽跨接线带来的绕线绝缘层被击穿的风险，同时使得次级线圈与初级线圈之间的耦合率提升，且能够保持在一个稳定的范围，最终可以使得变压器传输效率提升，并保证批量生产的稳定性。具有该变压器骨架的变压器、具有该变压器的用电设备，也能确保变压器长时间使用后的传输效率。

Description

变压器骨架、变压器及用电设备
技术领域
本发明属于变压器技术领域，涉及变压器骨架、具有该变压器骨架的变压器及具有该变压器的用电设备。
背景技术
变压器被广泛地用于用电设备，例如变频微波炉，变频微波炉是利用电力电子技术先将工频的市电电压转变为20000-50000Hz的高频电压，然后通过高频升压变压器输出高压，以此驱动磁控管输出微波。变频微波炉内的变频器用到的升压变压器，主要由骨架、绕制在骨架上的初级线圈和次级线圈、插入骨架且成对配置的两个磁芯组成。
现有技术中的变压器采用多个次级绕线槽的方式，在绕线从一个次级绕线槽过渡到另一个次级绕线槽的过程中，势必会有一根线会跨接在绕线最底层和最高层之间，这两个层之间会有一个很高的电压差，则在变压器绕制工艺不佳的情况下，这个很高的电压差就会直接加载到两个次级绕线槽的跨接线上，这个电压差值基本接近于绕线的绝缘电压，在此变压器使用一段时间后，由于绕线的老化最终导致被击穿，并使得变压器烧毁，同时多个次级绕线槽势必增加了次级线圈与初级线圈的距离，则会降低初级与次级的磁耦合，磁耦合的降低会导致变压器的传输效率降低。
现有技术中的变压器采用两个C型磁芯，两个C型磁芯相对设置地安装到骨架上后，磁芯的端面必须相隔一定的距离，即气隙，此气隙周围会有一定磁通扩散到磁芯以外，由于气隙距离小，这扩散出去的磁通基本集中在气隙周围小范围内，并磁场很强，因此会导致气隙附近的绕线切割磁力线产生局部过热，使用时间久了，就会降低变压器的寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变压器骨架，以解决现有技术中变压器在长时间使用后变压器容易烧毁以及传输效率降低的技术问题。
本发明实施例提供一种变压器骨架，所述变压器骨架具有一个初级绕线槽与一个次级绕线槽，所述变压器骨架包括绕线筒、连接于所述绕线筒的一端的第一侧板、连接于所述绕线筒的另一端的第二侧板，以及连接于所述绕线筒的外表面且位于所述第一侧板与所述第二侧板之间的隔板，所述第一侧板、所述隔板及位于所述第一侧板与所述隔板之间的所述绕线筒的外表面围成所述初级绕线槽，所述第二侧板、所述隔板及位于所述第二侧板与所述隔板之间的所述绕线筒的外表面围成所述次级绕线槽，所述绕线筒的两个端口分别供两个磁芯插设。
可选地，所述第一侧板背离于所述隔板的一侧设有用于使磁芯定位的第一定位槽，所述第一定位槽与所述绕线筒的一个端口连通；
所述第二侧板背离于所述隔板的一侧设有用于使另一个磁芯定位的第二定位槽，所述第二定位槽与所述绕线筒的另一个端口连通。
可选地，所述第一侧板背离于所述隔板的一侧设有第一定位壁，所述第一定位壁内形成所述第一定位槽；
所述第二侧板背离于所述隔板的一侧设有第二定位壁，所述第二定位壁内形成所述第二定位槽。
可选地，所述第一侧板具有与所述第一定位槽连通的第一定位口，所述第二侧板具有与所述第二定位槽连通的第二定位口，所述第一定位口与所述第二定位口的朝向相同，且所述第一定位口的朝向与所述绕线筒的轴线相互垂直。
可选地，所述初级绕线槽的宽度小于或等于15mm，所述次级绕线槽的宽度小于或等于8mm，所述初级绕线槽与所述次级绕线槽之间的相隔间隙小于或等于3mm。
可选地，所述绕线筒的内径大于或等于16mm。
可选地，所述绕线筒、所述第一侧板、所述第二侧板与所述隔板为一体成型结构；
或者，所述绕线筒分为第一绕线筒与第二绕线筒，所述隔板分为第一隔板与第二隔板，所述第一绕线筒、所述第一侧板与所述第一隔板为一体成型结构，所述第二绕线筒、所述第二侧板与所述第二隔板为一体成型结构，所述第一隔板连接于所述第二隔板上。
本发明实施例提供的变压器骨架中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：通过在变压器骨架设置一个初级绕线槽与一个次级绕线槽，其中，初级绕线槽由第一侧板、隔板与绕线筒围成，次级绕线槽由第二侧板、隔板与绕线筒围成。绕线筒的端口可以分别插设磁芯，初级绕线槽可以整齐紧密地绕设初级线圈，次级绕线槽可以整齐紧密地绕设次级线圈，该变压器骨架能避免现有变压器骨架的多槽跨接线带来的绕线绝缘层被击穿的风险，同时使得次级线圈与初级线圈之间的耦合率提升，且能够保持在一个稳定的范围，最终可以使得变压器传输效率提升，并保证批量生产的稳定性，安全可靠性与使用寿命，还可以适量减低材料成本。
本发明实施例提供一种变压器，包括上述的变压器骨架、两个磁芯、绕设于所述初级绕线槽内的初级线圈以及绕设于所述次级绕线槽内的次级线圈，两个所述磁芯分别插设于所述绕线筒的两个端口，两个所述磁芯插设于所述绕线筒内的端面相抵接。
可选地，所述磁芯包括第一段与连接于所述第一段的一端的第二段，两个所述磁芯的第一段分别插设于所述绕线筒的两个端口，两个所述第一段的端面相抵接，两个所述第二段分别位于所述第一侧板与第二侧板上，两个所述第二段的端面朝向相同。
可选地，所述磁芯呈L型，所述第一段与所述第二段相互垂直设置。
可选地，所述第一段的横截面呈圆形；和/或，所述第二段的横截面呈矩形。
可选地，所述第一段的横截面呈圆形，所述第一段的截面直径大于或等于16mm。
本发明实施例提供一种用电设备，包括上述的变压器。
本发明实施例提供的变压器及用电设备中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：通过将初级线圈绕设在初级绕线槽内，将次级线圈绕设在次级绕线槽内，两个磁芯别插设于绕线筒的两个端口，使两个磁芯插设于绕线筒内的端面相抵接，两个端面紧密接触的，不存在间隙，即没有气隙存在，则不会导致气隙周围的绕线切割磁力线进而导致局部过热的现象，因为没有气隙距离，也就避免了安装距离的不一致导致的批量稳定性不好的现象。具有该变压器骨架的变压器、具有该变压器的用电设备，也能确保变压器长时间使用后的传输效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的变压器的立体装配图；
图2为图1的变压器的立体分解图；
图3为图1的变压器中应用的两个磁芯的立体装配图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实施例和简化描述，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实施例的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
请参阅图1至图3，本发明实施例提供一种变压器骨架100，适用于与磁芯200、线圈组装形成变压器，特别适用于变频微波炉或其它用电设备的变压器。变压器骨架100具有一个初级绕线槽101与一个次级绕线槽102，变压器骨架100包括绕线筒10、连接于绕线筒10的一端的第一侧板20、连接于绕线筒10的另一端的第二侧板30，以及连接于绕线筒10的外表面且位于第一侧板20与第二侧板30之间的隔板40，第一侧板20、隔板40及位于第一侧板20与隔板40之间的绕线筒10的外表面围成初级绕线槽101，第二侧板30、隔板40及位于第二侧板30与隔板40之间的绕线筒10的外表面围成次级绕线槽102，绕线筒10的两个端口11分别供两个磁芯200插设。
通过在变压器骨架100设置一个初级绕线槽101与一个次级绕线槽102，其中，初级绕线槽101由第一侧板20、隔板40与绕线筒10围成，次级绕线槽102由第二侧板30、隔板40与绕线筒10围成。绕线筒10的端口11可以分别插设磁芯200，初级绕线槽101可以整齐紧密地绕设初级线圈，次级绕线槽102可以整齐紧密地绕设次级线圈，该变压器骨架100能避免现有变压器骨架的多槽跨接线带来的绕线绝缘层被击穿的风险，同时使得次级线圈与初级线圈之间的耦合率提升，且能够保持在一个稳定的范围，最终可以使得变压器传输效率提升，并保证批量生产的稳定性，安全可靠性与使用寿命，还可以适量减低材料成本。
在本发明另一实施例中，第一侧板20背离于隔板40的一侧设有用于使磁芯200定位的第一定位槽21，第一定位槽21与绕线筒10的一个端口11连通；第二侧板30背离于隔板40的一侧设有用于使另一个磁芯200定位的第二定位槽31，第二定位槽31与绕线筒10的另一个端口11连通。设置第一定位槽21与第二定位槽31，便于定位与放置两个磁芯200，提高装配效率，让两个磁芯200安装在预定位置上。
在本发明另一实施例中，第一侧板20背离于隔板40的一侧设有第一定位壁22，第一定位壁22内形成第一定位槽21；第二侧板30背离于隔板40的一侧设有第二定位壁32，第二定位壁32内形成第二定位槽31。通过设置定位壁来形成定位槽，该结构容易成型，而且能降低材料成本，并能满足对磁芯200定位装配的需求。
在本发明另一实施例中，第一侧板20具有与第一定位槽21连通的第一定位口23，第二侧板30具有与第二定位槽31连通的第二定位口33，第一定位口23与第二定位口33的朝向相同，且第一定位口23的朝向与绕线筒10的轴线相互垂直。在将两个L形磁芯200分别安装在第一定位槽21与第二定位槽31以后，两个磁芯200位于绕线筒10外的端面202a朝向相同(图1所示)，让两个磁芯200的磁路能形成连通，使得次级线圈与初级线圈之间的耦合率提升，且能够保持在一个稳定的范围，提高变压器的传输效率。
在本发明另一实施例中，初级绕线槽101的宽度小于或等于15mm，次级绕线槽102的宽度小于或等于8mm，初级绕线槽101与次级绕线槽102之间的相隔间隙小于或等于3mm。初级绕线槽101的宽度是指第一侧板20与隔板40的相对表面在绕线筒10轴线方向上的距离。次级绕线槽102的宽度是指第二侧板30与隔板40的相对表面在绕线筒10轴线方向上的距离。初级绕线槽101与次级绕线槽102之间的相隔间隙是指设置于初级绕线槽101内的隔板40表面与设置于次级绕线槽102内的隔板40表面之间的距离。上述方案结构紧凑，占用空间小。在变压器骨架100上安装线圈与磁芯200形成的变压器，使得次级线圈与初级线圈之间的耦合率提升，且能够保持在一个稳定的范围0.7至0.75之间，能有效提高变压器的传输效率。而现有变压器骨架、磁芯与线圈装配形成的变压器，次级线圈与初级线圈之间的耦合率小于0.68，使得变压器传输效率较低。请参阅图2，在本发明另一实施例中，绕线筒10的内径D大于或等于16mm。该绕线筒10容易成型，相应地，也便于与绕线筒10适配的磁芯200成型。而且，该磁芯200能保证磁饱和，该方案能节省线圈的材料成本，避免绕线筒10外径过大让线圈绕线过多引起成本过高的情况。
在本发明另一实施例中，绕线筒10的内壁设有若干沿绕线筒10的轴线方向延伸的限位筋12，各个限位筋12沿绕线筒10的周向分布，在磁芯200插设于绕线筒10内时限位筋12抵设于磁芯200，以限定磁芯200的位置。只有用力拔出磁芯200，才能让磁芯200分离绕线筒10。该方案便于磁芯200装配在绕线筒10上，连接可靠。
在本发明另一实施例中，绕线筒10、第一侧板20、第二侧板30与隔板40为一体成型结构。该结构容易制作，具体可以采用注塑成型，便于批量生产。
在本发明另一实施例中，绕线筒10分为第一绕线筒103与第二绕线筒104，隔板40分为第一隔板401与第二隔板402，第一绕线筒103、第一侧板20与第一隔板401为一体成型结构，第二绕线筒104、第二侧板30与第二隔板402为一体成型结构，第一隔板401连接于第二隔板402上，二者之间相互间隔且彼此连接。该结构容易制作。具体地，包含第一绕线筒103、第一侧板20与第一隔板401的结构件，包含第二绕线筒104、第二侧板30与第二隔板402的结构件，都可以采用注塑成型，然后将两个结构件组装，也便于批量生产。
进一步参阅图1，基于上述变压器结构，初级绕线槽101的宽度W1(第一侧板20与第一隔板401的相对表面在绕线筒10轴线方向上的距离)小于或等于15mm，次级绕线槽102的宽度W2(第二侧板30与第二隔板402的相对表面在绕线筒10轴线方向上的距离)小于或等于8mm，初级绕线槽101与次级绕线槽102之间的相隔间隙W3(第一隔板401的靠近初级绕线槽101的表面与第二隔板402的靠近次级绕线槽102的表面之间的距离)小于或等于3mm。
请参阅图1至图3，在本发明另一实施例中，提供一种变压器，包括上述的变压器骨架100、两个磁芯200、绕设于初级绕线槽101内的初级线圈(图未示)以及绕设于次级绕线槽102内的次级线圈(图未示)，两个磁芯200分别插设于绕线筒10的两个端口11，两个磁芯200插设于绕线筒10内的端面201a相抵接。
通过将初级线圈绕设在初级绕线槽101内，将次级线圈绕设在次级绕线槽102内，两个磁芯200分别插设于绕线筒10的两个端口11，使两个磁芯200插设于绕线筒10内的端面201a相抵接，两个端面201a紧密接触的，不存在间隙，即没有气隙存在，则不会导致气隙周围的绕线切割磁力线进而导致局部过热的现象，因为没有气隙距离，也就避免了安装距离的不一致导致的批量稳定性不好的现象。
在本发明另一实施例中，初级线圈与次级线圈均通过变压器绕线机绕设在变压器骨架100上，变压器绕线机能够将初级线圈整齐紧密地绕设在初级绕线槽101内，将次级线圈整齐紧密地绕设在次级绕线槽102内，确保变压器在使用时的安全性。避免现有技术的变压器骨架需要配置多个次级绕线槽而存在跨接线的情况。
在本发明另一实施例中，磁芯200包括第一段201与连接于第一段201的一端的第二段202，两个磁芯200的第一段201分别插设于绕线筒10的两个端口11，两个第一段201的端面201a相抵接，两个第二段202分别位于第一侧板20与第二侧板30上，两个第二段202的端面202a朝向相同。该磁芯200容易成型，容易装配在变压器骨架100上，并且使得次级线圈与初级线圈之间的耦合率提升，且能够保持在一个稳定的范围，能有效提高变压器的传输效率。
在本发明另一实施例中，磁芯200呈L型，第一段201与第二段202相互垂直设置。该磁芯200容易成型。在第一段201插设在绕线筒10内时两个第二段202分别抵设在第一侧板20与第二侧板30上，使得磁芯200容易装配在变压器骨架100上。同时，由于磁芯200呈L型，其插设于绕线筒10内的第一段201端面201a相互抵接时，两个第二段202的端部之间依然相间隔而形成磁芯200之间必要的气隙，保证变压器的性能。
在本发明另一实施例中，第一段201的横截面呈圆形；第二段202的横截面呈矩形。将第一段201插设在绕线筒10内时，两个第一段201与绕线筒10的内腔相适配，两个第一段201的圆形端面201a抵接配合以使磁路连通，两个横截面为矩形的第二段202分别抵设在第一侧板20与第二侧板30上，使得磁芯200容易装配在变压器骨架100上。
请参阅图2，在本发明另一实施例中，第一段201的横截面呈圆形，第一段201的截面直径D’大于或等于16mm。该磁芯200容易成型，相应地，也便于与磁芯200适配的绕线筒10成型。而且，该磁芯200能保证磁饱和，该方案能节省线圈的材料成本，避免绕线筒10外径过大让线圈绕线过多引起成本过高的情况。
请参阅图1至图3，在本发明另一实施例中，提供一种用电设备，包括上述的变压器。具体地，用电设备可以为变频微波炉或其它用电设备。
通过在变压器骨架100设置一个初级绕线槽101与一个次级绕线槽102，其中，初级绕线槽101由第一侧板20、隔板40与绕线筒10围成，次级绕线槽102由第二侧板30、隔板40与绕线筒10围成。绕线筒10的端口11可以分别插设磁芯200，初级绕线槽101可以整齐紧密地绕设初级线圈，次级绕线槽102可以整齐紧密地绕设次级线圈，该变压器骨架100能避免现有变压器骨架的多槽跨接线带来的绕线绝缘层被击穿的风险，同时使得次级线圈与初级线圈之间的耦合率提升，且能够保持在一个稳定的范围，最终可以使得变压器传输效率提升，并保证批量生产的稳定性，安全可靠性与使用寿命，还可以适量减低材料成本。
通过使两个磁芯200插设于绕线筒10内的端面201a相抵接，两个端面201a紧密接触的，不存在间隙，即没有气隙存在，则不会导致气隙周围的绕线切割磁力线进而导致局部过热的现象，因为没有气隙距离，也就避免了安装距离的不一致导致的批量稳定性不好的现象。具有该变压器骨架100的变压器、具有该变压器的用电设备，也能确保变压器长时间使用后的传输效率。
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 (12)

1.高频升压变压器骨架，其特征在于，所述高频升压变压器骨架具有一个初级绕线槽与一个次级绕线槽，所述高频升压变压器骨架包括绕线筒、连接于所述绕线筒的一端的第一侧板、连接于所述绕线筒的另一端的第二侧板，以及连接于所述绕线筒的外表面且位于所述第一侧板与所述第二侧板之间的隔板，所述第一侧板、所述隔板及位于所述第一侧板与所述隔板之间的所述绕线筒的外表面围成所述初级绕线槽，所述第二侧板、所述隔板及位于所述第二侧板与所述隔板之间的所述绕线筒的外表面围成所述次级绕线槽，所述绕线筒的两个端口分别供两个磁芯插设；当两个所述磁芯分别插设在两个所述端口时，在所述高频升压变压器骨架的外部能够形成两个所述磁芯之间必要的气隙；所述初级绕线槽的宽度小于或等于15mm，所述次级绕线槽的宽度小于或等于8mm，所述初级绕线槽与所述次级绕线槽之间的相隔间隙小于或等于3mm；一个所述次级绕线槽能够整齐紧密地绕设次级线圈，以避免多槽跨接线带来的绕线绝缘层被击穿的风险，所述初级绕线槽能够绕设初级线圈，所述次级线圈与所述初级线圈之间的耦合率保持在0.7至0.75之间。
2.如权利要求1所述的高频升压变压器骨架，其特征在于，所述第一侧板背离于所述隔板的一侧设有用于使磁芯定位的第一定位槽，所述第一定位槽与所述绕线筒的一个端口连通；
所述第二侧板背离于所述隔板的一侧设有用于使另一个磁芯定位的第二定位槽，所述第二定位槽与所述绕线筒的另一个端口连通。
3.如权利要求2所述的高频升压变压器骨架，其特征在于，所述第一侧板背离于所述隔板的一侧设有第一定位壁，所述第一定位壁内形成所述第一定位槽；
所述第二侧板背离于所述隔板的一侧设有第二定位壁，所述第二定位壁内形成所述第二定位槽。
4.如权利要求2所述的高频升压变压器骨架，其特征在于，所述第一侧板具有与所述第一定位槽连通的第一定位口，所述第二侧板具有与所述第二定位槽连通的第二定位口，所述第一定位口与所述第二定位口的朝向相同，且所述第一定位口的朝向与所述绕线筒的轴线相互垂直。
5.如权利要求1至4任一项所述的高频升压变压器骨架，其特征在于，所述绕线筒的内径大于或等于16mm。
6.如权利要求1至4任一项所述的高频升压变压器骨架，其特征在于，所述绕线筒、所述第一侧板、所述第二侧板与所述隔板为一体成型结构；或者，所述绕线筒分为第一绕线筒与第二绕线筒，所述隔板分为第一隔板与第二隔板，所述第一绕线筒、所述第一侧板与所述第一隔板为一体成型结构，所述第二绕线筒、所述第二侧板与所述第二隔板为一体成型结构，所述第一隔板连接于所述第二隔板上。
7.高频升压变压器，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的高频升压变压器骨架、两个磁芯、绕设于所述初级绕线槽内的初级线圈以及绕设于所述次级绕线槽内的次级线圈，两个所述磁芯分别插设于所述绕线筒的两个端口，两个所述磁芯插设于所述绕线筒内的端面相抵接。
8.如权利要求7所述的高频升压变压器，其特征在于，所述磁芯包括第一段与连接于所述第一段的一端的第二段，两个所述磁芯的第一段分别插设于所述绕线筒的两个端口，两个所述第一段的端面相抵接，两个所述第二段分别位于所述第一侧板与第二侧板上，两个所述第二段的端面朝向相同。
9.如权利要求8所述的高频升压变压器，其特征在于，所述磁芯呈L型，所述第一段与所述第二段相互垂直设置。
10.如权利要求8所述的高频升压变压器，其特征在于，所述第一段的横截面呈圆形；和/或，所述第二段的横截面呈矩形。
11.如权利要求8所述的高频升压变压器，其特征在于，所述第一段的横截面呈圆形，所述第一段的截面直径大于或等于16mm。
12.用电设备，其特征在于，包括如权利要求7至11任一项所述的高频升压变压器。
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