CN203415365U - 节材型电感式镇流器或变压器磁芯体的结构 - Google Patents

Abstract

节材型电感式镇流器或变压器磁芯体的结构，所述磁芯体为由四个单元模块一及四个单元模块二拼合构成的E十字形磁芯体，单元模块一由中指宽度不同的E字形硅钢片叠合而成，单元模块二由相同的半框形硅钢片叠合而成，所述E字形硅钢片及半框形硅钢片均设有嵌线凹槽，所述E字形硅钢片均沿其中指中心线折弯成90°，四个单元模块一构成所述E十字形磁芯体的四个带有缺口的角部，单元模块二嵌合在每相邻两个单元模块一之间，单元模块二的内指一侧与单元模块一的中指一侧形成所述E十字形磁芯体中部的中空凸台。本实用新型可以进一步节约硅钢片材料，并可减少冲切不同尺寸硅钢片所需的模具数量。

Description

节材型电感式镇流器或变压器磁芯体的结构

技术领域

本实用新型涉及电感型镇流器或变压器，尤其涉及电感型镇流器或变压器的磁芯体。

背景技术

现有市场照明用镇流器分为两大类：电感式和电子式。电子式镇流器由于使用寿命较短以及高频谐波干扰等问题，所以市场大多采用的仍然是电感式镇流器。电感式镇流器按照磁芯体结构基本分为两类：E字型和C字型。C字型镇流器由于加工工艺复杂以及价格较贵等问题，目前国内仍以E字型镇流器为市场主流产品。

本申请人申请的中国专利CN202796350U《进一步节材节能的电感镇流器或变压器磁芯体的结构》公开了一种E十字型磁芯体结构，其由四个相同的单元模块拼合而成，为正方形磁芯体，且拼合后的磁芯体中部带有实心凸台，所述单元模块由若干折弯后的E字形硅钢片按长短顺序相叠而成，每一片所述E字形硅钢片沿着其中指的中心线折弯成90°，单元模块中相叠合的所有E字形硅钢片，形状结构不变，但尺寸有所改变，且尺寸的改变仅仅在于中指的宽度从第二片开始相对第一片的中指宽度依次增加，即相邻的E字形硅钢片中，后一片E字形硅钢片相对于前一片E字形硅钢片，其中指宽度有所增加，而其他尺寸保持不变。                            

在达到同样磁通量的条件下，上述结构的正方形磁芯体相对于传统的矩形截面的磁芯体，缩小了磁路周长，减少了磁损耗，节约了一定量的硅钢片钢材，同时还减少了线圈周长及线圈铜材，减少自身电阻，降低能耗，能够实现节能节材的双重效果。该磁芯体的结构是由四个相同的单元模块拼合而成，而所述单元模块的厚度相当于磁芯体侧壁长度的二分之一，是单元模块中叠合起来的所有E字形硅钢片的厚度之和，在申请人的上述专利中，假设一个单元模块由29片E字形硅钢片叠合而成，则上述结构的正方形磁芯体需要相应的29副冲切模具，如此需要较多数量的模具，生产成本较高。另外，上述结构的正方形磁芯体的中心凸台为实心结构，其相对于矩形截面的中空形凸台而言，在相同磁通面积的情况下，可以节约线圈材料，申请人在进一步地试验中，将上述结构的正方形截面的磁芯体的中心凸台制成中空凸台，当上下两瓣结构对称的E十字形磁芯体扣合构成所述磁路闭合的磁芯体时，相对应的上下磁芯体侧壁之间留有磁隙，经测试，发现磁芯体的磁通量因线圈的集肤效应，其减少量微乎其微甚至没有变化，在相同或相近电感量的情况下，可以更进一步节约硅钢片材料，并且增加了磁芯体的散热面积。

实用新型内容

本申请人在上述试验的基础上，提供一种节材型电感式镇流器或变压器磁芯体的结构，其相对于中国专利CN202796350U，在达到电功能基本相同的条件下，该结构得到的电感式镇流器或变压器磁芯体，可以进一步节约硅钢片材料，并可减少冲切不同尺寸硅钢片所需的模具数量，从而进一步降低生产成本，同时增加了散热面积，可有效提高产品使用寿命。

本实用新型的技术方案如下：

节材型电感式镇流器或变压器磁芯体的结构，所述磁芯体为E十字形结构，其特征在于： 包括单元模块一及单元模块二，单元模块一由E字形硅钢片叠合而成，单元模块二由半框形硅钢片叠合而成，其中：

单元模块一的构成如下：以第一片E字形硅钢片作为基准片，所述基准片的上指、下指分别与其中指之间设有凹槽，沿中指的中心线将所述基准片折弯成90°；从第二片E字形硅钢片开始，E字形硅钢片中指的宽度依次增加，其他尺寸不变，并将第二片E字形硅钢片及之后的各E字形硅钢片，依次沿其中指中心线折弯成90°；将折弯的所述基准片、中指宽度依次增加后所得折弯的E字形硅钢片按长短顺序叠合，集合成磁芯体的单元模块一； 

单元模块二的构成如下：由相同的半框形硅钢片叠合而成，所述半框形硅钢片的内指与外指之间设有凹槽，所述凹槽的宽度与单元模块一的所述凹槽的宽度一致；

四个单元模块一及四个单元模块二拼合，构成所述E十字形磁芯体，四个单元模块一分别构成所述E十字形磁芯体的四个带有缺口的角部，单元模块二嵌合在每相邻两个单元模块一之间，且单元模块二的所述凹槽与其两侧的单元模块一的所述凹槽互相衔接，形成所述E十字形磁芯体的嵌线凹槽；单元模块二的内指一侧与单元模块一的中指一侧形成所述E十字形磁芯体中部的中空凸台。

进一步的技术方案在于：

所述基准片中指的高度大于所述基准片上指及下指的高度；所述半框形硅钢片的内指的高度大于其外指的高度。

单元模块一中，所述基准片的上指及下指分别与中指之间的所述凹槽的宽度a为所述E十字形磁芯体的嵌线凹槽的宽度；所述上指及下指的高度b分别为a/2；所述基准片上指及下指的宽度r以及基准片竖直边的宽度r为常规磁路宽度；

单元模块二中，半框形硅钢片的内指及外指之间的所述凹槽的宽度为所述E十字形磁芯体嵌线凹槽的宽度a；所述外指的高度为E十字形磁芯体上指及下指的高度b；内指及外指的宽度以及其竖直边的宽度为常规磁路宽度；

单元模块一中，从第二片E字形硅钢片开始，E字形硅钢片中指的宽度依次增加h，所述h值为：h=2d+2e，其中d为E字形硅钢片厚度，e为E字形硅钢片之间的间隙；所需依次加宽的E字形硅钢片的数量f为：f=（c-i-g）/2d ，其中c为所述E十字形磁芯体的嵌线凹槽内周的边长，i为单元模块二所述凹槽的长度，g为单元模块一中所述基准片中指的允许折弯的最小宽度，d为硅钢片厚度；

单元模块二中，所需半框形硅钢片的数量j为：j=（c-2k）/d ，其中c为所述E十字形磁芯体的嵌线凹槽内周的边长，k为单元模块一所述凹槽的长度，d为硅钢片厚度。

单元模块一中，所述基准片或/和所述各中指宽度依次增加后的各E字形硅钢片，分别至少包括一片相同尺寸的E字形硅钢片。

本实用新型的技术效果在于: 本实用新型将现有技术中的一个单元模块细分为两个单元模块，其中单元模块一由不同中指宽度的E字形硅钢片叠合形成，单元模块二由相同结构及尺寸的半框形硅钢片叠合形成，因此单元模块二只需要一副冲切模具即可制作完成，相对而言，单元模块一的冲切模具数量取决于其中叠合的所有所述E字形硅钢片的数量，所需依次加宽的E字形硅钢片的数量f为：f=（c-i-g）/2d ，而本申请人的中国专利CN202796350U中的E字形硅钢片数量为f=（c-g）/2d ，其中c为所述E十字形磁芯体的嵌线凹槽内周的边长，i为单元模块二所述凹槽的长度，g为单元模块一中所述基准片中指的允许折弯的最小宽度，d为硅钢片厚度，其中，两相比较，本实用新型中所需的所述 E字形硅钢片相应减少的数量：Δf=（c-g）/2d - （c-i-g）/2d =i/2d,  由此，i越大，即单元模块二的半框形硅钢片的数量越多，本实用新型单元模块一中所述E字形硅钢片的所需数量就相对越少，则不同尺寸的所述E字形硅钢片的冲切模具的数量也相对越少，如此节省了大量的硅钢片的冲切模具，节约了生产成本；本实用新型所述的磁芯体的中间凸台为中空结构，由于线圈的集肤效应，实际的磁通量并没有减少，在电感量基本相同的前提下，中空凸台的结构进一步节约了一定量的硅钢片材料，同时，中空凸台的结构使得最终的电感式镇流器会变压器的磁芯体的散热面积增加，能够有效提高电感式镇流器或变压器的寿命。

附图说明

图1为磁芯体单元模块一构成过程的示意图。

图2为磁芯体单元模块二构成过程的示意图。

图3为磁芯体整体结构的示意图。

具体实施方式

见图1、图2、图3，本实用新型以正方形磁路的电感式镇流器为实施例，其结构特征如下：

所述磁芯体为E十字形结构，包括单元模块一1及单元模块二2，单元模块一1由E字形硅钢片叠合而成，单元模块二2由半框形硅钢片叠合而成，其中：

（1）单元模块一1的构成如下：见图1-A，以第一片E字形硅钢片作为基准片，所述基准片中指12的高度t大于所述基准片上指11（x片）及下指11（y片）的高度s，之间的差值为k；所述基准片的上指11、下指11分别与其中指12之间设有凹槽，所述凹槽的宽度a为所述E十字形磁芯体嵌线凹槽3的宽度，所述上指11及下指11的高度b分别为a/2；所述基准片上指11及下指11的宽度r以及基准片竖直边的宽度r为常规磁路宽度；沿所得基准片中指12的中心线将所述基准片折弯成90°，如图1-B所示；从第二片E字形硅钢片开始，E字形硅钢片中指12的宽度依次增加h，其他尺寸不变，所述h值为：h=2d+2e，其中d为E字形硅钢片厚度，e为E字形硅钢片之间的间隙，所需依次加宽的E字形硅钢片的数量f为：f=（c-i-g）/2d ，其中c为所述E十字形磁芯体的嵌线凹槽3内周的边长，或者说为图3所示正方形磁芯体中空凸台5的外周边长或边宽，i为单元模块二2所述凹槽的长度，g为单元模块一1中所述基准片中指12的允许折弯的最小宽度，d为硅钢片厚度，并将第二片E字形硅钢片及之后的各E字形硅钢片，依次沿其中指12中心线折弯成90°，见图1-C；将折弯的所述基准片、中指宽度依次增加后所得折弯的E字形硅钢片按长短顺序叠合，集合成磁芯体的单元模块一1，见图1-D； 

（2）单元模块二2的构成如下：见图2-C，由相同的半框形硅钢片叠合而成；见图2-A，所述半框形硅钢片的内指21与外指22之间设有凹槽，所述凹槽的宽度与单元模块一1的所述凹槽一致，即为所述E十字形磁芯体嵌线凹槽3的宽度a；所述外指22的高度为E十字形磁芯体上指11及下指11的高度b，即为a/2，所述内指21的高度t大于外指22的高度s；内指21及外指22的宽度以及其竖直边的宽度为常规磁路宽度r，单片半框形硅钢片的结构如图2-B所示；叠合时，所需半框形硅钢片的数量j为：j=（c-2k）/d ，其中c为所述E十字形磁芯体的嵌线凹槽3内周的边长，或者说为图3所示正方形磁芯体中空凸台5的外周边长或边宽，k为单元模块一1所述凹槽的长度，d为硅钢片厚度；

见图3，四个单元模块一1及四个单元模块二2拼合，构成所述正方形的中空E十字形磁芯体，四个单元模块一1分别构成所述E十字形磁芯体的四个带有缺口4的角部，单元模块二2嵌合在每相邻两个单元模块一1之间，且单元模块二2的所述凹槽与其两侧的单元模块一1的所述凹槽互相衔接，形成所述E十字形磁芯体的嵌线凹槽3；单元模块二2的内指22一侧与单元模块一1的中指12一侧形成所述E十字形磁芯体中部的中空凸台5，正方形磁芯体的中空凸台5的四角位置带有缺角6。

 制作大型电感式镇流器或变压器磁芯体时，单元模块一1中，所述基准片或/和所述各中指宽度依次增加后的E字形硅钢片，分别至少包括一片相同尺寸的E字形硅钢片，例如可以分别由两片以上的相同尺寸的E字形硅钢片叠加当作为一片，如此还可以更进一步减少冲切不同尺寸硅钢片的模具数量。

作为本实用新型的具体应用，由上下两瓣结构对称的图3所示的本实用新型扣合构成电感式镇流器或变压器的整个磁芯体，相对应的上下磁芯体的中空凸台5之间密实连接，而由单元模块二2的外指22一侧以及两侧的单元模块一1的上指11及下指11一侧形成的磁芯体的侧壁7之间留有磁隙，可以有效提高电感式镇流器或变压器的技术性能，本实用新型也可以使中空凸台5的高度小于磁芯体的侧壁7的高度，扣合形成电感式镇流器或变压器的整个磁芯体时，侧壁7之间密实连接，相对应的上下磁芯体的中空凸台5之间留有磁隙，但是这种情况下相对侧壁7之间留有磁隙而言，磁隙面积相对较大会影响到最终输出的电感量，由上下两瓣结构对称的图3所示的本实用新型扣合构成的电感式镇流器或变压器的整个磁芯体，具体可见本申请人同日申请的名称为《节材型电感式镇流器或变压器》实用新型专利。

实施例：以36瓦日光灯镇流器的设计为例，本实用新型与本申请人的中国专利CN202796350U形成的正方形磁芯体的技术方案进行比较：

（1）中国专利CN202796350U中磁芯体是由四个相同的单元模块拼合而成，所述单元模块是由折弯的E字形硅钢片叠合而成，假设本申请人上述现有技术中的每一个单元模块需要29片 E字形硅钢片，因为每一片的E字形硅钢片的中指的宽度不同，因此一个单元模块需要29副不同尺寸的E字形硅钢片的冲切模具；本实用新型采用单元模块一和单元模块二两个单元模块拼合，其中单元模块一1由中指宽度不同的E字形硅钢片叠合形成，单元模块二2由相同尺寸的半框形硅钢片叠合形成，如此，单元模块二2只需要一副半框形硅钢片的冲切模具即可，而单元模块一1的模具数量取决于所述E字形硅钢片的数量，见图3，本实施例中，单元模块二2的内指的宽度等于单元模块一1所述E字形硅钢片的中指的最大宽度的一半，因此，单元模块二2中所述半框形硅钢片的数量取32片，则单元模块一1中所述E字形硅钢片的数量为拼合后的所述E十字形磁芯体的一个侧壁硅钢片数量的总和与半框形硅钢片数量的差值的一半，根据本申请人的上述现有技术，拼合后的所述E十字形磁芯体的一个侧壁包括58片E字形硅钢片，则本实用新型单元模块一1中所述E字形硅钢片的数量为：（58-32）/2=13，也就是说，本实用新型与本申请人的上述现有技术相比，本实用新型中的所述E十字形磁芯体只需要13副不同尺寸的所述E字形硅钢片的冲切模具以及1副所述半框形硅钢片的冲切模具即可制作完成，相比于本申请人的上述现有技术中的29副模具而言，节约了大量的硅钢片的冲切模具，模具数量减少的百分比为：（29-14）/29×100%≈51%。

（2）本申请人的上述现有技术中的所述E十字形磁芯体中部的凸台为实心凸台，而本实用新型中的所述E十字形磁芯体中部的凸台为中空凸台，中空凸台与实心凸台相比，进一步地节约了硅钢片的材料。虽然，从理论上，本实用新型采用中空凸台，磁通面积相对减少，但是由于线圈的集肤效应，在相对减小的磁通面积上的磁力线更为密集，磁感应强度相对增大，越靠近线圈，集肤效应越明显，因此，在磁通面积相对减小的情况下，由于线圈集肤效应带来的磁感应强度的相对增强，实际产生的磁通量并没有减少，在这种情况下，中空凸台相对于实心凸台，节约了一定量的硅钢片的材料，同样的以36瓦日光灯镇流器的设计为例，本申请人的上述现有技术中的所述实心E十字形磁芯体重量为439克，而本实用新型所述的中空E十字形磁芯体重量为365克，硅钢片材料节约的百分比为：（439-365）/439×100%≈16.9%；与菲利普公司出品的36瓦日光灯镇流器相比，菲利普公司出品的36瓦日光灯镇流器的重量为488克，本实用新型相对于菲利普公司出品的36瓦日光灯镇流器而言，硅钢材料节约的百分比为：（488-365）/488×100%≈25%。

（3）由上下两瓣结构对称的图3所示的本实用新型扣合构成电感式镇流器或变压器的整个磁芯体，由于其中间凸台为中空结构，因而增加了电感式镇流器或变压器的整个磁芯体的散热面积，由于镇流器的工作温度每下降10°C，工作寿命大致延长一倍，即温升越低，寿命越长，所以本实用新型对镇流器寿命的提高是十分显著的。同样的以36瓦日光灯镇流器的设计为例，本申请人的上述现有技术中的所述实心E十字形磁芯体的温升小于或等于65℃，而本实用新型所述的中空E十字形磁芯体的温升小于或等于55℃，温升降低的百分比为：（65-55）/65×100%≈15.3%；与菲利普公司出品的36瓦日光灯镇流器相比，菲利普公司出品的36瓦日光灯镇流器温升小于或等于60℃，本实用新型相对于菲利普公司出品的36瓦日光灯镇流器而言，硅钢温升降低的百分比为：（60-55）/60×100%≈8.3%。

本实用新型与本申请人中国专利CN202796350U的设计方案相比较，既减少了冲切硅钢片的模具数量，又节约了硅钢片材料，节材效果显著。

以上对本实用新型及其技术效果的说明主要针对电感式镇流器的结构，本实用新型应用于变压器的结构及其技术效果的说明与电感式镇流器基本相同，所不同的仅是电感线圈的绕制，电感式镇流器的电感线圈仅有两个接头，变压器的电感线圈有多个线圈及多个接头，两者磁芯和线槽的结构相同。 

Claims (4)

1.节材型电感式镇流器或变压器磁芯体的结构，所述磁芯体为E十字形结构，其特征在于： 包括单元模块一及单元模块二，单元模块一由E字形硅钢片叠合而成，单元模块二由半框形硅钢片叠合而成，其中：

单元模块一的构成如下：以第一片E字形硅钢片作为基准片，所述基准片的上指、下指与基准片的中指之间均设有凹槽，沿中指的中心线将所述基准片折弯成90°；从第二片E字形硅钢片开始，E字形硅钢片中指的宽度依次增加，其他尺寸不变，并将第二片E字形硅钢片及之后的各E字形硅钢片，依次沿其中指中心线折弯成90°；将折弯的所述基准片、中指宽度依次增加后所得折弯的E字形硅钢片按长短顺序叠合，集合成磁芯体的单元模块一； 

单元模块二的构成如下：由相同的半框形硅钢片叠合而成，所述半框形硅钢片的内指与外指之间设有凹槽，所述凹槽的宽度与单元模块一的所述凹槽的宽度一致；

四个单元模块一及四个单元模块二拼合，构成所述E十字形磁芯体，四个单元模块一分别构成所述E十字形磁芯体的四个带有缺口的角部，单元模块二嵌合在每相邻两个单元模块一之间，且单元模块二的所述凹槽与其两侧的单元模块一的所述凹槽互相衔接，形成所述E十字形磁芯体的嵌线凹槽；单元模块二的内指一侧与单元模块一的中指一侧形成所述E十字形磁芯体中部的中空凸台。

2.如权利要求1所述的节材型电感式镇流器或变压器磁芯体的结构，其特征在于：所述基准片中指的高度大于所述基准片上指及下指的高度；所述半框形硅钢片的内指的高度大于其外指的高度。

3.如权利要求1或2所述的节材型电感式镇流器或变压器磁芯体的结构，其特征在于：

单元模块一中，所述基准片的上指与中指之间、下指与中指之间的所述凹槽的宽度a均为所述E十字形磁芯体的嵌线凹槽的宽度；所述上指及下指的高度b分别为a/2；所述基准片上指及下指的宽度r以及基准片竖直边的宽度r为常规磁路宽度；

单元模块二中，半框形硅钢片的内指及外指之间的所述凹槽的宽度为所述E十字形磁芯体嵌线凹槽的宽度a；所述外指的高度为E十字形磁芯体上指及下指的高度b；内指及外指的宽度以及其竖直边的宽度为常规磁路宽度；

单元模块一中，从第二片E字形硅钢片开始，E字形硅钢片中指的宽度依次增加h，所述h值为：h=2d+2e，其中d为E字形硅钢片厚度，e为E字形硅钢片之间的间隙；所需依次加宽的E字形硅钢片的数量f为：f=（c-i-g）/2d ，其中c为所述E十字形磁芯体的嵌线凹槽内周的边长，i为单元模块二所述凹槽的长度，g为单元模块一中所述基准片中指的允许折弯的最小宽度，d为硅钢片厚度；

单元模块二中，所需半框形硅钢片的数量j为：j=（c-2k）/d ，其中c为所述E十字形磁芯体的嵌线凹槽内周的边长，k为单元模块一所述凹槽的长度，d为硅钢片厚度。

4.如权利要求1或2所述的节材型电感式镇流器或变压器磁芯体的结构，其特征在于：单元模块一中，所述基准片或/和所述各中指宽度依次增加后的各E字形硅钢片，分别至少包括一片相同尺寸的E字形硅钢片。

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