CN117524679A - 变压器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种变压器，绕线架包含绕线架本体、绕线架穿孔及绕线部，绕线架穿孔贯穿绕线架本体的相对两面，绕线部形成于绕线架本体的外环面，其中之一第一绕组位于另一第一绕组及绕线架本体的外环面之间，第二绕组绕设于绕线部，位于两个第一绕组之间，第二电路板包含第二电路板穿孔，与绕线架穿孔相连通，磁芯组部分穿设于绕线架穿孔及第二电路板穿孔，第二绕组与第二电路板以并联的方式相连接。

Description

变压器

技术领域

本发明涉及一种变压器，尤其涉及一种漏感较低的变压器。

背景技术

在工业电力的领域中，马达的用电占据所有的工业用电中的65％以上，而使用变频器的马达可节省40％以上的电力消耗，并降低二氧化碳的排放。此外，马达利用变频器进行调速，以大幅降低电力损耗，并降低启动电流对电网的冲击，更可减少马达及其他机械设备的磨损，以降低维护费用，由此可知，变频器的效能提升可使马达的整体效能上升。

变频器内的变压器中通常因不同功能而具有多绕组设计，传统变压器的多绕组中的每一种绕组皆以不规则的排列方式绕置于磁芯，使得变压器的实际应用电压容易漂移，且工艺较为复杂而无法实现自动化，进而使得传统变压器具有人工设置成本上升、工业自动化的效能下降、产品特性、尺寸不稳定、漏感较高及电压交叉调整率较低等缺陷。

因此，如何发展一种克服上述缺点的变压器，实为目前迫切的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变压器，其中两个第一绕组中的其中之一第一绕组位于两个第一绕组中的另一第一绕组及绕线架本体的外环面之间，且第二绕组位于两个第一绕组之间，即代表两个第一绕组中的其中之一第一绕组、第二绕组及两个第一绕组中的另一第一绕组以层叠的方向依序设置，因此本发明的变压器的两个第一绕组及第二绕组经由上述的排列方式可使得变压器的漏感大幅度下降，且变压器中的两个第一绕组及第二绕组的排列方式具有顺序性且不易交错缠绕，使得本发明的变压器具有工艺简易而容易实现自动化、产品品质及尺寸稳定、产品共用性较佳且体积较小的优势。此外，本发明的变压器的第二绕组及第二电路板更以并联的方式相连接，使本发明的变压器的漏感降低且电压交叉调整率得到提升。

为达上述目的，本发明的一实施例为一种变压器，包含磁芯组、绕线架、两个第一绕组、第二绕组及第二电路板。磁芯组包含第一铁芯及第二铁芯。绕线架包含绕线架本体、绕线架穿孔及绕线部，绕线架穿孔贯穿绕线架本体的相对两面，绕线部形成于绕线架本体的外环面。两个第一绕组绕设于绕线部，其中之一第一绕组位于另一第一绕组及绕线架本体的外环面之间。第二绕组绕设于绕线部，且位于两个第一绕组之间。第二电路板包含第二电路板穿孔，与绕线架穿孔相连通，其中磁芯组部分穿设于绕线架穿孔及第二电路板穿孔，且第二绕组与第二电路板以并联的方式相连接。

本发明的有益效果在于，本发明的变压器的两个第一绕组及第二绕组经由上述的排列方式可使得变压器的漏感大幅度下降，且变压器中的两个第一绕组及第二绕组的排列方式具有顺序性且不易交错缠绕，使得本发明的变压器具有工艺简易而容易实现自动化、产品品质及尺寸稳定、产品共用性较佳且体积较小的优势。此外，本发明的变压器的第二绕组及第二电路板更以并联的方式相连接，使本发明的变压器的漏感降低且电压交叉调整率得到提升。

附图说明

图1为本发明第一实施例的变压器的组合结构示意图；

图2为图1所示的变压器的爆炸结构示意图；

图3为图1所示的变压器沿A-A’方向的部分剖面结构示意图；

图4为图1所示的变压器的等效电路示意图；

图5为图1所示的变压器的主电路板的结构示意图；以及

图6为本发明第二实施例的变压器的组合结构示意图。

附图标记如下：

1、1a：变压器

2：磁芯组

21：第一铁芯

211：第一磁盖

212：第一磁柱

213：第二磁柱

214：第一中柱

22：第二铁芯

221：第二磁盖

222：第三磁柱

223：第四磁柱

224：第二中柱

3：绕线架

31：绕线架本体

311：第一壁面

312：第二壁面

313：外环面

314：第一插设部

315：第二插设部

316：第一内凹部

317：第一插孔

318：第二内凹部

32：绕线架穿孔

33：绕线部

341：第一突出部

342：第二突出部

41：第一绕组

42：第二绕组

5：第一电路板

51：第一电路板本体

511：第一子本体

512：第二子本体

52：第一电路板穿孔

6：第二电路板

61：第二电路板本体

611：第三子本体

612：第四子本体

62：第二电路板穿孔

7：主电路板

71：电路板插槽

72：突出部插槽

73：导线

81：第一初级线圈

82：第一次级线圈

83：第二初级线圈

84：第二次级线圈

91：第一飞线

92：第二飞线

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明之用，而非用于限制本发明。

请参阅图1、图2、图3及图4，其中图1为本发明第一实施例的变压器的组合结构示意图，图2为图1所示的变压器的爆炸结构示意图，图3为图1所示的变压器沿A-A’方向的部分剖面结构示意图，图4为图1所示的变压器的等效电路示意图。如图1至图3所示，变压器1包含磁芯组2、绕线架3、两个第一绕组41、第二绕组42、第一电路板5、第二电路板6及主电路板7。

磁芯组2包含第一铁芯21及第二铁芯22。于本实施例中，如图2所示，第一铁芯21包含第一磁盖211、第一磁柱212、第二磁柱213及第一中柱214。第一磁柱212及第二磁柱213分别连接于第一磁盖211的相对两端而位于变压器1的相对两侧。第一中柱214连接于第一磁盖211，且位于第一磁柱212及第二磁柱213之间。第二铁芯22包含第二磁盖221、第三磁柱222、第四磁柱223及第二中柱224。第二磁盖221及第一磁盖211分别位于变压器1的相对两侧。第三磁柱222及第四磁柱223分别连接于第二磁盖221的相对两端而位于变压器1的相对两侧，其中第三磁柱222与第一磁柱212于空间上相对应设置，且位于第二磁盖221及第一磁盖211之间，第四磁柱223与第二磁柱213于空间上相对应设置，且位于第二磁盖221及第一磁盖211之间。第二中柱224连接于第二磁盖221，且位于第三磁柱222及第四磁柱223之间，其中第二中柱224与第一中柱214于空间上相对应设置，且位于第二磁盖221及第一磁盖211之间。

绕线架3包含绕线架本体31、绕线架穿孔32及至少一绕线部33。为了简化图示，图3中并未示出磁芯组2及主电路板7的结构特征，如图2及图3所示，绕线架本体31具有第一壁面311、第二壁面312、外环面313，绕线架3还包含第一插设部314、第二插设部315、两个第一突出部341及两个第二突出部342。绕线架本体31的第一壁面311及第二壁面312设置于绕线架本体的相对两端，第一壁面311位于第一铁芯21的第一磁盖211及第二壁面312之间，第二壁面312位于第二铁芯22的第二磁盖221及第一壁面311之间，绕线架本体31的外环面313位于第一壁面311及第二壁面312之间，其中如图2及图3所示，绕线架本体31的第一壁面311突出于对应的外环面313，且绕线架本体31的第二壁面312突出于对应的外环面313。本实施例的绕线架3的绕线部33的数量为一个，其中绕线部33由突出于外环面313的第一壁面311、突出于外环面313的第二壁面312以及外环面313所共同定义，使得绕线部33形成于绕线架本体31的外环面313上，其中绕线架本体31为中空结构而该中空结构形成绕线架穿孔32，且绕线架穿孔32贯穿于绕线架本体31的第一壁面311及第二壁面312。

第一插设部314及第二插设部315分别设置于绕线架本体31的相对两侧，第一插设部314连接于绕线架本体31的第一壁面311的一端，且第一插设部314与绕线架穿孔32错位设置而不覆盖于绕线架穿孔32，其中当变压器1组装完成时，即磁芯组2的第一铁芯21的第一中柱214穿设于第一电路板穿孔52及绕线架穿孔32，磁芯组2的第二铁芯22的第二中柱224穿设于第二电路板穿孔62及绕线架穿孔32，且第一铁芯21的第一中柱214及第二铁芯22的第二中柱224于绕线架穿孔32内相互连接时，如图1所示，第一插设部314相邻于第一铁芯21的第一磁盖211，且第一插设部314的端缘与第一磁盖211位于同一平面且该平面与绕线架本体31的第一壁面311平行。于本实施例中，如图2所示，第一插设部314还具有第一内凹部316，第一内凹部316由第一插设部314的顶面内凹所构成，且第一内凹部316开设有第一插孔317。第二插设部315连接于绕线架本体31的第二壁面312的一端，且第二插设部315与绕线架穿孔32错位设置而不覆盖于绕线架穿孔32，其中当变压器1组装完成时，即磁芯组2的第一铁芯21的第一中柱214穿设于第一电路板穿孔52及绕线架穿孔32，磁芯组2的第二铁芯22的第二中柱224穿设于第二电路板穿孔62及绕线架穿孔32，且第一铁芯21的第一中柱214及第二铁芯22的第二中柱224于绕线架穿孔32内相互连接时，如图1所示，第二插设部315相邻于第二铁芯22的第二磁盖221，且第二插设部315的端缘与第二磁盖221位于同一平面且该平面与绕线架本体31的第二壁面312平行。于本实施例中，如图2所示，第二插设部315还具有第二内凹部318，第二内凹部318由第二插设部315的顶面内凹所构成，且第二内凹部318开设有第二插孔，图2中虽未标示出第二插孔的位置，但可清楚知道，第二插孔的设置位置相对应于第一插孔317的设置位置。两个第一突出部341设置于第一插设部314相对于第一内凹部316的一面，且两个第一突出部341分别位于第一内凹部316的两侧。两个第二突出部342设置于第二插设部315相对于第二内凹部318的一面，且两个第二突出部342分别位于第二内凹部316的两侧。

如图3所示，两个第一绕组41共同构成如图4所示的变压器1的第一初级线圈81，绕设于绕线部33，其中两个第一绕组41中的其中之一第一绕组41绕设于绕线部33且位于两个第一绕组41中的另一第一绕组41及绕线架本体31的外环面313之间，其中部分的第一绕组41更穿设于绕线架3的绕线架本体31内，以经由绕线架3的绕线架本体31的两个第一突出部341出线。第二绕组42构成变压器1的如图4所示的第一次级线圈82，绕设于两个第一绕组41中的其中之一第一绕组41而环绕绕线部33，其中第二绕组42位于两个第一绕组41之间，即代表两个第一绕组41中的其中之一第一绕组41、第二绕组42及两个第一绕组41中的另一第一绕组41以层叠的方向依序设置，其中部分的第二绕组42更穿设于绕线架3的绕线架本体31，以经由绕线架3的两个第二突出部342出线。

第一电路板5内的布线构成如图4所示的变压器1的第二初级线圈83，如图1及图2所示，第一电路板5位于第一铁芯21的第一磁盖211及绕线架本体31的第一壁面311之间，且第一电路板5更位于第一铁芯21的第一磁盖211及第二电路板6之间。第一电路板5具有第一电路板本体51及第一电路板穿孔52。第一电路板穿孔52贯穿第一电路板本体51，且第一电路板穿孔52与绕线架穿孔32于空间上相对应。第二电路板6内的布线构成变压器1如图4所示的第二次级线圈84，如图1及图2所示，第二电路板6位于第二铁芯22的第二磁盖221及绕线架本体31的第二壁面312之间，且第二电路板6更位于第二铁芯22的第二磁盖221及第一电路板5之间。第二电路板6具有第二电路板本体61及第二电路板穿孔62，第二电路板穿孔62贯穿第二电路板本体61，且第二电路板穿孔62与绕线架穿孔32于空间上相对应。第一电路板穿孔52、第二电路板穿孔62及绕线架穿孔32相连通，且磁芯组2的第一铁芯21的第一中柱214穿设于第一电路板穿孔52及绕线架穿孔32，磁芯组2的第二铁芯22的第二中柱224穿设于第二电路板穿孔62及绕线架穿孔32，且第一铁芯21的第一中柱214及第二铁芯22的第二中柱224于绕线架穿孔32内相互连接，使得两个第一绕组41及第二绕组42亦环绕于第一铁芯21的第一中柱214及第二铁芯22的第二中柱224，而第一铁芯21的第一磁柱212及第二铁芯22的第三磁柱222相互连接，第一铁芯21的第二磁柱213及第二铁芯22的第四磁柱223相互连接。

主电路板7设置于磁芯组2的一侧，且相邻于绕线架3的第一插设部314及第二插设部315，如图1所示，绕线架3的两个第一突出部341、两个第二突出部342、第一电路板5及第二电路板6分别垂直插设于主电路板7上，其中两个第二突出部342及第二电路板6经由主电路板7内的导线以并联的方式相连接。

由上可知，本发明的变压器1的两个第一绕组41中的其中之一第一绕组41位于另一第一绕组41及绕线架本体31的外环面313之间，且第二绕组42位于两个第一绕组41之间，即代表两个第一绕组41中的其中之一第一绕组41、第二绕组42及两个第一绕组41中的另一第一绕组41以层叠的方向依序设置，因此相较传统变压器的每一种绕组皆以不规则地绕置于磁芯，本发明的变压器1的漏感大幅度下降，且变压器1中的两个第一绕组41及第二绕组42的排列方式具有顺序性且不易交错缠绕，使得本发明的变压器1具有工艺简易而容易实现自动化、产品品质及尺寸稳定、产品共用性较佳且体积较小的优势。此外，本发明的变压器1的第二绕组42及第二电路板6更以并联的方式相连接，使本发明的变压器1的漏感降低且电压交叉调整率得到提升。

请继续参阅图2，于本实施例中，第一电路板本体51包含一体成形的第一子本体511及第二子本体512，第一电路板穿孔52位于第一子本体511上，其中第一电路板本体51插设第一插孔317，而使至少部分的第一子本体511位于第一内凹部316，至少部分的第二子本体512位于第一插设部314的底面，其中第一电路板本体51的第一子本体511位于绕线架本体31的第一壁面311及第一铁芯21的第一磁盖211之间，而第一电路板穿孔52及绕线架穿孔32相连通，使得第一铁芯21的第一中柱214依序穿设第一电路板穿孔52及绕线架穿孔32。第二电路板本体61包含一体成形的第三子本体611及第四子本体612，第二电路板穿孔62位于第三子本体611上，其中第二电路板本体61插设第二插孔，而使至少部分的第三子本体611位于第二内凹部，至少部分的第四子本体612位于第二插设部315的底面，其中第二电路板本体61的第三子本体611位于绕线架本体31的第二壁面312及第二铁芯22的第二磁盖221之间，而第二电路板穿孔62及绕线架穿孔32相连通，使得第二铁芯22的第二中柱224依序穿设第二电路板穿孔62及绕线架穿孔32。

请参阅图5并配合图1及图2，其中图5为图1所示的变压器的主电路板的结构示意图。如图所示，主电路板7的表面上具有两个电路板插槽71、多个突出部插槽72及复数条导线73，每一导线73连接于对应的电路板插槽71及对应的突出部插槽72之间，以使电路板插槽71及对应的突出部插槽72之间具有电性连接关系。第一电路板5及第二电路板6分别插设于主电路板7中对应的电路板插槽71，两个第一突出部341及两个第二突出部342分别插设于主电路板7中对应的突出部插槽72，其中第二电路板6内的导线的一端及其中一个第二突出部342经由主电路板7中对应的导线73连接，第二电路板6内的导线的另一端及另一第二突出部342经由主电路板7中对应的另一导线73连接，而使第二电路板6与两个第二突出部342以并联的方式相连接，亦即使第二绕组42与第二电路板6并联(因第二绕组42的两个出线端连接于绕线架3的两个第二突出部342)。

请参阅图6，其为本发明第二实施例的变压器的组合结构示意图。相较于第一实施例的变压器1利用主电路板进行电性连接，本实施例的变压器1a利用飞线进行电性连接，如图6所示，本实施例的变压器1a的第二绕组的两端分别连接于两个第二突出部342，其中本实施例的变压器1a的第二绕组的设置位置相似于第一实施例的变压器1的第二绕组42，且本实施例的变压器1a包含第一飞线91及第二飞线92，第一飞线91电性连接于第二电路板6内的导线的一端及两个第二突出部342中的其中之一第二突出部342之间，第二飞线92电性连接于第二电路板6内的导线的另一端及两个第二突出部342中的另一第二突出部342之间，以使第二电路板6及第二绕组经由两个飞线以并联的方式相连接。于其他实施例中，第二绕组亦可不经由两个第二突出部342出线，即第二绕组的两个出线端直接以飞线的方式电性连接于第二电路板6内的导线的两端，同样可使第二电路板6及第二绕组并联。

综上所述，本发明的变压器的两个第一绕组中的其中之一第一绕组位于两个第一绕组中的另一第一绕组及绕线架本体的外环面之间，且第二绕组位于两个第一绕组之间，即代表两个第一绕组中的其中之一第一绕组、第二绕组及两个第一绕组中的另一第一绕组以层叠的方向依序设置，因此本发明的变压器的两个第一绕组及第二绕组经由上述的排列方式可使得变压器的漏感大幅度下降，且变压器中的两个第一绕组及第二绕组的排列方式具有顺序性且不易交错缠绕，使得本发明的变压器具有工艺简易而容易实现自动化、产品品质及尺寸稳定、产品共用性较佳且体积较小的优势。此外，本发明的变压器的第二绕组及第二电路板更以并联的方式相连接，使本发明的变压器的漏感降低且电压交叉调整率得到提升。

Claims (10)

1.一种变压器，包含：

一磁芯组，包含一第一铁芯及一第二铁芯；

一绕线架，包含一绕线架本体、一绕线架穿孔及一绕线部，该绕线架穿孔贯穿该绕线架本体的相对两面，该绕线部形成于该绕线架本体的一外环面；

两个第一绕组，绕设于该绕线部，其中之一该第一绕组位于另一该第一绕组及该绕线架本体的该外环面之间；

一第二绕组，绕设于该绕线部，且位于该两个第一绕组之间；以及

一第二电路板，包含一第二电路板穿孔，与该绕线架穿孔相连通，其中该磁芯组部分穿设于该绕线架穿孔及该第二电路板穿孔，且该第二绕组与该第二电路板以并联的方式相连接。

2.如权利要求1所述的变压器，其中该变压器包含一主电路板，该第二电路板设置于该主电路板上，该绕线架包含两个突出部，该第二绕组的两端经由该两个突出部出线，该两个突出部设置于该主电路板上，其中该第二电路板内的一子导线的一端及该两个突出部中的其中之一突出部经由该主电路板连接，该第二电路板内的该子导线的另一端及该两个突出部中的另一突出部经由该主电路板连接，以使该第二电路板与该第二绕组以并联的方式相连接。

3.如权利要求2所述的变压器，其中该主电路板的表面上具有至少一电路板插槽、至少一突出部插槽及至少一导线，该第二电路板插设于对应的该电路板插槽，该至少一突出部插设于对应的该突出部插槽，每一该导线连接于对应的该电路板插槽及对应的该突出部插槽之间。

4.如权利要求1所述的变压器，其中该变压器包含两条飞线，该绕线架包含两个突出部，该第二绕组的两端分别经由该两个突出部出线，该两条飞线中的其中之一飞线连接于该第二电路板内的一子导线的一端及该两个突出部中的其中之一突出部，该两条飞线中的另一飞线连接于该第二电路板内的该子导线的另一端及该两个突出部中的另一突出部，而使该第二电路板及该第二绕组经由该两条飞线以并联的方式相连接。

5.如权利要求1所述的变压器，其中该变压器包含一第一电路板，该第一电路板包含一第一电路板穿孔，且与该绕线架穿孔相连通，该第一电路板与该第二电路板分别位于该绕线架的相对两侧，其中该第一电路板位于该第一铁芯及该绕线架本体之间，该第二电路板位于该第二铁芯及该绕线架本体之间。

6.如权利要求5所述的变压器，其中该第一铁芯包含一第一磁盖、一第一磁柱、一第二磁柱及一第一中柱，该第一磁柱及该第二磁柱连接于该第一磁盖的相对两端，该第一中柱连接于该第一磁盖且位于该第一磁柱及该第二磁柱之间，其中该第二铁芯包含一第二磁盖、一第三磁柱、一第四磁柱及一第二中柱，该第二磁盖及该第一磁盖相对设置，该第三磁柱及该第四磁柱连接于该第二磁盖的相对两端，且该第三磁柱与该第一磁柱相连接，该第四磁柱与该第二磁柱相连接，该第二中柱连接于该第二磁盖且位于该第三磁柱及该第四磁柱之间，且该第二中柱与该第一中柱相连接，其中该第一中柱及该第二中柱穿设于该第一电路板穿孔、该第二电路板穿孔及该绕线架穿孔。

7.如权利要求1所述的变压器，其中该绕线架本体具有一第一壁面和一第二壁面，该绕线架具有一第一插设部及一第二插设部，该第一壁面及该第二壁面设置于该绕线架本体的相对两端，且该绕线架本体的该外环面位于该第一壁面及该第二壁面之间，该绕线架穿孔贯穿该绕线架本体的该第一壁面及该第二壁面，该第一插设部连接于该绕线架本体的该第一壁面的一端，该第一插设部与该绕线架穿孔错位设置而不覆盖于该绕线架穿孔，该第一插设部具有一第一内凹部，该第一内凹部开设一第一插孔，该第二插设部连接于该绕线架本体的该第二壁面的一端，该第二插设部与该绕线架穿孔错位设置而不覆盖于该绕线架穿孔，该第二插设部具有一第二内凹部，该第二内凹部开设一第二插孔。

8.如权利要求7所述的变压器，其中该绕线架本体的该第一壁面及该第二壁面分别突出于该外环面，该绕线部由突出于该外环面的该第一壁面、突出于该外环面的该第二壁面以及该外环面所共同定义。

9.如权利要求7所述的变压器，其中该变压器包含一第一电路板，该第一电路板包含一第一电路板穿孔，且与该绕线架穿孔相连通，该第一电路板与该第二电路板分别位于该绕线架的相对两侧，其中该第一电路板具有一第一电路板本体，该第一电路板穿孔贯穿该第一电路板本体，至少部分的该第一电路板本体插设该第一插孔，其中该第一电路板位于该绕线架本体及该第一铁芯的一第一磁盖之间，该第二电路板具有一第二电路板本体，该第二电路板穿孔贯穿该第二电路板本体，至少部分的该第二电路板本体插设该第二插孔，其中该第二电路板位于该绕线架本体及该第二铁芯的一第二磁盖之间。

10.如权利要求1所述的变压器，其中该变压器包含一第一电路板，该两个第一绕组共同构成该变压器的一第一初级线圈，该第二绕组构成该变压器的一第一次级线圈，该第一电路板构成该变压器的一第二初级线圈，该第二电路板构成该变压器的一第二次级线圈。