CN1956112A - 变流器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明有关于一种变流器及其制作方法，主要可提供改善小电流领域测定激磁电压值的测定误差。本发明的制作方法是将绝缘树脂材料因模压成型而产生压缩的压力，施加于内部容器上，使内部容器朝铁心方向变形，此变形力再使铁心朝空间内部移动而将压力吸收，压力也较不容易施加于铁心上，且铁心亦较不容易产生磁气应力及磁气歪斜等现象。铁心于闷烧温度下使绝缘树脂材料因模压成型而形成绝缘层，并因而产生磁气应力且改善其磁气歪斜现象；铁心磁气特性及激磁特性也变得较佳，且小电流领域下测定误差亦减少。

Description

变流器及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种变流器及其制作方法，尤其涉及一种由铁心及卷线覆盖有绝缘层的变流器及其制作方法。

背景技术

一般而言，变流器将高压回路或低压回路的大电流等比例的转换为小电流，并且是为了测量及保护继电器作动的目的而使用，变流器由一次导体的铁心检测出磁通量，再由铁心上的二次线圈转换成二次电流。铁心以及二次线圈加上其上被覆的绝缘层，再从绝缘层内拉出二次线圈的一部分作为二次端子，并由二次端子连接到计测器或是保护继电器的使用。

之前的变流器在使用于量测或是保护继电器作动等使用范围时，其中，若额定电流为100％时，分为100～2000％左右的高电流领域及5～100％左右的中电流领域两种，此高电流领域的电流器需使用大型的铁心，同时，中电流领域下的小电流领域不可使用其误差范围值较大的大型变流器，如此才能测定较小的范围，因此，之前的变流器常常得因负荷电流的状况来选定额定电流，按额定电流交换变流器。

变流器的构成简单的来说是先由硅钢片重复环绕成环状的层状铁心，铁心上包覆缓冲材，再以二次线圈缠绕。绝缘胶布于二次线圈上再来回缠绕，使用应力缓冲的手段于二次线圈侧，像是海绵等，再真空注型绝缘树脂材料，之后约以80℃进行加热以形成二次硬化的绝缘层，以用来制作变流器。铁心除上述提及的环状铁心外尚有短册状铁心的型态，但，虽然铁心的型态具有可多变化，然而其构成及作动均是一样的。

一般来说，绝缘树脂材料的制作方法除上述真空注型法外，还有便宜的模压成型法，若变流器使用应力缓冲手段时，如只使用海绵等，模压成型时的压力会给予铁心很大的残留应力，使得变流器得不到所规定之特性而无法被普遍使用。

下列两篇日本的专利文献涉及有关变流器的相关内容。

【专利文献1】专利公开2001-267158号公报

【专利文献2】特许公开2003-51417号公报

然而，真空注型之后在约80℃的加热进行二次硬化的制作方法，绝缘树脂部材在约80℃下冷却时收缩所产生的收缩压力虽然有海绵作为缓冲，但无论如何都会将压力施加于环状铁心上，图3所示的绝缘层模块在成型之前的环状铁心的激磁特性A与绝缘层模块在成型之后的环状铁心的激磁特性B的特性比较之下，激磁特性B较低于激磁特性A，此结果造成激磁特性B在小电流领域下机磁电压值V比起激磁特性A的激磁电压值V还要小，造成变流器的输出在小电流领域下减少，而形成在小电流领域下的测定误差会变大的原因。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种变流器及其制作方法，该变流器中绝缘树脂材料在高温高压模压成型法下，压缩时的压力会施加于容器上，容器会往铁心方向变形，铁心受此变形力而往空间部移动以吸收压力，如此压力就比较不会施加于铁心上，铁心则不会产生磁气歪斜，即可维持住激磁电流特性A(请参阅图3所示)，在小电流领域下的激磁特性A的激磁电压值V比起激磁特性B的激磁电压值V要大，小电流领域下变流器的输出增加，其小电流领域下测定的误差也会减少。

且，本发明变流器的制作方法于高温模压成型绝缘层时，因为铁心退火温度会加热铁心，使得铁心在来回卷漆包线所残留的应力所造成磁气歪斜现象得以改善，提升铁心磁气特性，可达到激磁电流特性C(请参阅第3图所示)。激磁电流特性C在小电流领域下，其激磁电压值V比起激磁特性A及B的激磁电压值V要来的大，使小电流领域下的变流器输出再增加，其小电流领域的测定误差又可再小一层。

此小电流领域的测定误差的再减少，且变流器不需大型化即可达到测定使用范围增广的效果，因此，根据额定电流大小来交换变流器的必要性就可减少了。

本发明变流器的第一特征包括：铁心、卷绕于前述铁心上的缓冲材、卷绕于前述缓冲材的漆包线及前述漆包线之外应用应力缓冲手段而被覆的绝缘层所制作而成的。其中应用应力缓冲手段的内部容器而形成的空间部可在高压成型压力下预留漆包线的移动空间。

本发明变流器的第二特征包括：铁心、卷绕于前述铁心上的缓冲材、卷绕于前述缓冲材的漆包线及前述漆包线之外应用应力缓冲手段而被覆的绝缘层所制作而成的变流器的制作方法。其中应用应力缓冲手段的内部容器而形成的空间部可在高压成型压力下预留漆包线的移动空间来收纳漆包线，前述装有铁心的内部容器外再被覆一层于退火的温度下由绝缘树脂材料模压成型而成的绝缘层。

本发明变流器的第三技术特征是，铁心、卷绕于前述铁心上的缓冲材、卷绕于前述缓冲材的漆包线及前述漆包线之外应用应力缓冲手段而被覆的绝缘层所制作而成的变流器的制作方法。前述应力缓冲手段也就是绝缘层被覆时的高温，也就是给予铁心退火的温度。

本发明变流器的第四技术特征在于第一特征及第二特征中所述的内部容器为使用分割式内部容器。

附图说明

图1为本发明的贯通型变流器的实施状态示意图；

图2为图1的A-A剖线的示意图；

图3为图1的贯通型变流器的激磁特性图。

图中符号说明：

1   贯通型变流器

2   绝缘层

2A  下部绝缘层

3   中空穴

4   一次导体

5   铁心

6   二次线圈

7   电线

8   取付金属零件

9   取付螺丝

11  绝缘胶布

12  内部容器

12A 分割式内部容器

12B 分割式内部容器

13  空间部

K2  电源端二次端子

L2  负荷端二次端子

具体实施方式

本发明相关的实施状态以图1、图2及图3来说明。

图1为本发明的贯通型变流器的实施状态示意图；图2为图1的A-A剖线的示意图；图3为图1的贯通型变流器的激磁特性图。

实施例一

图1及图2为一贯通型变流器1，环状形状的一绝缘层2环绕所形成内部一中空穴3，此中空穴3中插入一次导体4，可以利用环状形状铁心5检验出流过一次导体4的电流所产生的磁通量，再利用可将磁通量转换成二次电流的漆包线的二次线圈6，以及被覆在铁心5及二次线圈6上的绝缘层2，从绝缘层2下部的下部绝缘层2A拉出二次线圈6作为电性连结的电源端二次端子K2及负荷端二次端子L2。

该电源端二次端子K2及负荷端二次端子L2藉由电线7连接到测量器和用于保护继电器，取付金属零件8及取付螺丝9用来固定下部绝缘层2A，绝缘层2因电源端二次端子K2及负荷端二次端子L2而设有下部绝缘层2A。

进一步说明，请参阅图2所示贯通型变流器1的详细构造。

由附图2可知，多层硅钢板形成积层环状形状的铁心5，该铁心5被覆以缓冲材(如图2所示)，该缓冲材例如为绝缘胶布、Epoxy树脂等，如使用绝缘胶布11，铁心5以绝缘胶布11缠绕被覆，该绝缘胶布11并缠绕着二次线圈6，使二次线圈6将固定于铁心5上。

该二次线圈6被气密包围于内部容器12内，该内部容器12外部再以绝缘材料包围形成环状形状，环状形状的内部容器由分割式内部容器12A、12B所构成，其内部可轻易收纳二次线圈6，除了收纳方便外，该内部容器12是以分割式内部容器12A、12B形成上侧及下侧，如此内部形成可配置二次线圈6的密闭容器。

内部容器12内形成有一空间部13，该空间部13内可让二次线圈6自由移动为原则，内部容器12上被覆绝缘层2，该绝缘层2是为了增加绝缘耐压的目的而使用。

为了使用高温模压成型法以形成绝缘层2在内部容器12上，内部容器12放置约150℃的模具里，再将柔软的绝缘树脂材料一起放入约150℃的模具中加热数分钟硬化，绝缘树脂材料在内部容器12外模压成型，使得内部容器12强制的与绝缘层2及下部绝缘层2A形成在一起，加热时的温度若有误差最好也都需超过140℃以上，一来可作为铁心5的退火温度以改善因缠绕漆包线所产生的残留应力及改善铁心磁气歪斜的现象。

因此，由此实施例一可知绝缘树脂材料在高温模压成型下压模时的压力及加热时产生的压力施加于内部容器12，内部容器12会朝铁心5的方向变形，铁心5及二次线圈6会朝空间部13移动而此变形压力将会被吸收，压力就不会施加于在铁心5，铁心5也可因热收缩的应力缓和磁气歪斜，如图3所示也将可维持住激磁电流特性A，激磁特性A的小电流领域下激磁电压值V比激磁特性B的激磁电压值V还要大，在小电流领域下变流器的输出会增加，小电流领域下的测定误差就会减少，又，此变形力使铁心5及二次线圈6朝空间部13移动，内部容器12有可保护铁心5及二次线圈6不会因模压的压缩压力及拉伸拉力所破坏。

并且，内部容器12是依据分割式内部容器12A、12B所组成，该分割式容器12A、12B的一可先配置二次线圈6于内后，另一在相接在一起，构成内部容器12，内部容器12既有收纳二次线圈6的功能，更具有方便于内部容器12内进行配置二次线圈6作业的优点。

实施例二

又，本发明变流器的制作方法，在高温模压绝缘层时产生的压力会施加于内部容器12，该内部容器12会朝铁心5方向变形。铁心5及二次线圈6会朝空间部13移动，而此变形压力将被吸收，压力就不会施加于铁心5，铁心5也可因此缓和磁气歪斜的状况。

并且，因为要在高温度的模具内模压绝缘树脂材料形成绝缘层2，铁心5因高温度加热下产生退火的现象，可改善铁心5因缠绕漆包线所产生的残留应力及改善铁心5磁气歪斜的状况，以提升铁心5磁气的特性。

由此结果观看，如图3所示本发明的激磁特性C比激磁特性A、B要来的好，激磁电流特性C在小电流领域下，其激磁电压值V比起激磁特性A、B的激磁电压值V要来的大，小电流领域下变流器的输出增加，在小电流领域下的测定误差也可减少，换句话说，也就是测定使用范围变广。

实施例三

而且，一般所知道的压力缓和方法及强化使用，本发明的高温度既可同时使铁心5退火且可压缩成型绝缘树脂材料形成绝缘层2，又可得到图3激磁电流特性C。

并且，使用内部容器12加上模压成型法来制作变流器，本发明的高温度既可使铁心5于退火的同时，又可得到图3的激磁电流特性C。

而且，前述制作方法是有关于贯通型变流器的说明，非只仅有贯通型，其它的变流器例如卷线型，棒型及窗型都可适用。

如上所述，本发明的变流器及其制作方法，在小电流领域下的激磁电压值的测定误差可以变小。在小电流领域内测定误差更可减少，不需大型化即可使变流器的测定使用范围增广，且，也减少因额定电流不同需要交换变流器的必要性，因此本发明极具进步性及符合申请发明专利的要件，依法提出申请。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明的一较佳实施例而已，当不能限定本发明实施的范围。即凡依本发明申请范围所作的均等变化与修饰等，皆应仍属本发明的专利涵盖范围内。

Claims (5)

1.一种变流器，其中包括铁心、卷绕于前述铁心上的缓冲材、卷绕于前述缓冲材的漆包线及前述漆包线之外应用应力缓冲手段而被覆的绝缘层所制作而成的；其中应用应力缓冲手段的内部容器而形成的空间部可在高压模压成型压力下预留漆包线的移动空间。

2.如权利要求1所述的一种变流器，其中，该内部容器为分割式内部容器。

3.一种变流器的制作方法，其中包括铁心、卷绕于前述铁心上的缓冲材、卷绕于前述缓冲材的漆包线及前述漆包线之外应用应力缓冲手段而被覆的绝缘层所制作而成的变流器的制作方法；其中应用应力缓冲手段的内部容器而形成的空间部可在高压成型压力下预留漆包线的移动空间来收纳漆包线，前述装有铁心的内部容器外再被覆一层于退火的温度下由绝缘树脂材料模压成型而成的绝缘层。

4.如权利要求3所述的一种变流器的制作方法，其中，该内部容器为分割式内部容器。

5.一种变流器的制作方法，其中包括铁心、卷绕于前述铁心上的缓冲材、卷绕于前述缓冲材的漆包线及前述漆包线之外应用应力缓冲手段而被覆的绝缘层所制作而成的变流器的制作方法；前述应力缓冲手段也就是绝缘层被覆时的高温，也就是给予铁心退火的温度。

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