CN206849636U - 环形变压器 - Google Patents

Abstract

环形变压器，包括带有中心孔的环形铁芯、绕设在环形铁芯上的初级线圈、次级线圈，还包括上胶垫、下胶垫、螺栓及螺母，所述上胶垫、下胶垫分别设置在所述环形铁芯的上表面、下表面，所述螺栓依次穿过上胶垫的中心、环形铁芯的中心孔、下胶垫的中心，螺母设于螺栓的尾部，所述上胶垫、环形铁芯的中心孔、下胶垫之间形成的空腔内灌设有环氧树脂；所述初级线圈设于次级线圈外层，所述环形铁芯与初级线圈之间设有第一透气层。相比于传统单一的绕法，本环形变压器采用多种不同线圈不同绕法的方式，使得变压器具有变压效率高、噪音小、能耗低、可靠性高的优点。

Description

环形变压器

技术领域

本实用新型属于变压器技术领域，具体涉及一种环形变压器。

背景技术

变压器(Transformer)，是一种利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置。变压器的主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，线圈包括初级线圈和次级线圈，其中初级线圈为接电源的绕组，其余的绕组叫次级线圈。它可以变换交流电压、电流和阻抗。最简单的铁芯变压器由一个软磁材料做成的铁芯及套在铁芯上的两个匝数不等的线圈构成。其中，铁芯的作用是加强两个线圈间的磁耦合。为了减少铁内涡流和磁滞损耗，铁芯由涂漆的硅钢片叠压而成；初级线圈、次级线圈之间没有电的联系，线圈由绝缘铜线(或铝线)绕成。实际的变压器是很复杂的，不可避免地存在铜损(线圈电阻发热)、铁损(铁芯发热)和漏磁(经空气闭合的磁感应线)等，而理想的变压器成立的条件是：忽略漏磁通，忽略原、副线圈的电阻，忽略铁芯的损耗，忽略空载电流(副线圈开路原线圈线圈中的电流)。例如电力变压器在满载运行时(副线圈输出额定功率)即接近理想变压器情况。变压器是利用电磁感应原理制成的静止用电器。当变压器的原线圈接在交流电源上时，铁芯中便产生交变磁通。

作为变压器的一种，环形变压器采用的是一种环形结构的铁芯，整个铁芯无缝地卷制而成，主要用途是作为电源变压器和隔离变压器，铁芯在磁场内当然会产生感应电流，成为“铁损”的一部分，使得变压器发热，因此传统环形变压器存在电流大、损耗、噪声大的确定，影响电压转换的工作效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，提供一种环形变压器，可用于电焊机或其他需要变电压的设备上。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

环形变压器，包括带有中心孔的环形铁芯、绕设在环形铁芯上的初级线圈、次级线圈，其特征在于，还包括上胶垫、下胶垫、螺栓及螺母，所述上胶垫、下胶垫分别设置在所述环形铁芯的上表面、下表面，所述螺栓依次穿过上胶垫的中心、环形铁芯的中心孔、下胶垫的中心，螺母设于螺栓的尾部，所述上胶垫、环形铁芯的中心孔、下胶垫之间形成的空腔内灌设有环氧树脂；所述初级线圈设于次级线圈外层，所述环形铁芯与初级线圈之间设有第一透气层。(第一透气层选用第一无纺布)。

本方案采用第一透气层即第一无纺布，有隔离作用，而且透气性好，不助燃，耐磨性强，使得本变压器能有效散热，也能保护初级线圈避免初级线圈绕环形铁芯缠绕线过程中形成初级线圈的漆包线表面划伤；中心的环氧树脂，提高了产品的可靠性和抗振动性。

进一步，所述初级线圈包括第一线圈和第二线圈，第一线圈的尾部和第二线圈头部相连，所述第一线圈从环形铁芯的内孔中穿绕环形铁芯均匀绕设一层，所述第一线圈的线头及线尾都套设铁氟龙套管。

更进一步，所述第一线圈的线头与线尾之间的距离为5毫米。

更进一步，所述第二线圈从环形铁芯的内孔中穿绕环形铁芯均匀绕设一层，所述第二线圈的线头及线尾都套设铁氟龙套管，所述第二线圈的线头与线尾之间的距离为5毫米。

进一步，还包括第一聚脂薄膜，所述环形铁芯、第一聚脂薄膜、第一透气层(第一无纺布)与第一线圈依次设置。利用聚脂薄膜的设置，提高了产品的绝缘性和耐高压性。

更进一步，还包括第二聚脂薄膜、第二透气层(第二无纺布)，所述第一线圈、第二聚脂薄膜、第二透气层(第二无纺布)和第二线圈依次设置。

更进一步，所述初级线圈外绕设环形铁芯依次设有至少一层第三聚脂薄膜、至少一层的屏蔽层。

更进一步，所述屏蔽层包括设于内层的紫铜箔和设于外层的压敏胶带。

更进一步，所述初级线圈的线头(即第一线圈的线头)接热保护器，所述热保护器选用 BR-A2D型号。

更进一步，所述次级线圈包括若干个第三线圈依次叠加均匀绕设环形铁芯而成，任意一个第三线圈的头部和尾部分别套设铁氟龙套管，任意一个第三线圈外侧设有一层第四聚脂薄膜，所述第四聚脂薄膜为叠包绕设。

更进一步，所述次级线圈还包括依次叠加绕设的若干个第四线圈，所述第四线圈为均匀绕设环形铁芯的一半路程后返回绕设到所述一半路程。

进一步，所述次级线圈外侧绕设有黑色的第五聚脂薄膜，第五聚脂薄膜为叠包绕设。

一种用于上述环形变压器的制造方法，包括以下步骤：

1.铁芯包裹，用第一聚酯薄膜穿过环形铁芯的中心孔1/2叠包绕设整个环形铁芯一层，用第一透气层(第一无纺布)穿过环形铁芯的中心孔绕设第一聚酯薄膜两层；

2.初级线圈前段绕设，用第一线圈从环形铁芯的内孔中穿绕环形铁芯均匀绕设一层，第一线圈的头部、尾部套设铁氟龙套管；在第一线圈外侧依次设有第二聚脂薄膜、第二隔离透气层(第二无纺布)，所述第二聚脂薄膜穿过环形铁芯的中心孔1/3叠包绕设一层，所述第二透气层(第二无纺布)穿过环形铁芯的中心孔绕设2层；

3.初级线圈后段绕设，用第二线圈从环形铁芯的内孔中穿绕环形铁芯均匀绕设一层，第二线圈的头部与第一线圈的尾部连接，所述第二线圈的头部与尾部分别套设铁氟龙套管；在第一线圈的头部接一热保护器；在第二线圈外侧依次绕设至少一层第三聚脂薄膜、至少一层的屏蔽层；屏蔽层包括内层的内层的紫铜箔和设于外层的压敏胶带；第三聚脂薄膜为2/3叠包绕设；

4.次级线圈绕设，包括若干个第三线圈依次叠加绕设而成，每个第三线圈从环形铁芯的内孔中穿绕环形铁芯均匀绕设一层，任意一个第三线圈的头部和尾部分别套设铁氟龙套管，任意两个第三线圈之间设有一层第四聚脂薄膜，所述第四聚脂薄膜为1/3叠包绕设；所述第三线圈的头部与尾部分别套设铁氟龙套管；

5.第三线圈外部还设有依次叠加绕设的若干个第四线圈，所述第四线圈为均匀绕设环形铁芯的一半路程后返回绕设到所述一半路程；

6.所述次级线圈外部绕设黑色聚脂薄膜，黑色聚脂薄膜1/3叠包绕设；

进一步，所述环形变压器的制备方法还包括检验，包括，

检验倍频倍压，利用检验设备输入一个大于预设初始次级电压的电压时，查看是否存在报警现象，无报警为合格品；

检验耐压，初级对次级是否存在击穿现象，初级、次级分别对地是否存在击穿现象；无击穿为合格品；

检验空载特性，初级输入预设的初始次级电压，测量变压器的空载电流、空载损耗是否符合预设的规格要求；输出次级线圈的空载电压。

本实用新型与现有技术相比，有益效果是：

1.相比于传统单一的绕法，本环形变压器采用多种不同线圈不同绕法的方式，使得变压器具有变压效率高、噪音小、能耗低、可靠性高的优点；

2.通过设置上胶垫、下胶垫，中心灌设有环氧树脂，提高了产品的可靠性和抗振动性；以及多层的聚脂薄膜、透气层(无纺布)的设置，提高了产品的绝缘性和耐高压性；

3本变压器绝缘性好，透气层选用无纺布设置使得变压器散热性能极佳，减少了传统中额外风扇的设置，降低了变压器制造成本；无纺布的耐磨性强，有效避免线圈绕设过程中的磨损，延长使用寿命；

4本变压器变压转换的工作效率高，噪音小，能耗低，具有较强的安全可靠性。

附图说明

图1是环形变压器的侧面结构示意图；

图2是环形变压器的一个实施例的俯视角度结构示意图；

图3是图2的环形变压器的电压输出示意图。

图中：盖板1a，上胶垫2a，下胶垫2b，环形铁芯3a，螺栓4a，环氧树脂5a，初级引线端7a，次级引线端8a，热保护器9a。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步描述说明。

实施例1

环形变压器，包括带有中心孔的环形铁芯3a，绕设在环形铁芯上的初级线圈、次级线圈、上胶垫2a和下胶垫2b，螺栓4a及螺母4b，上胶垫、下胶垫分别设置在所述环形铁芯的上表面、下表面，所述螺栓4a依次穿过上胶垫的中心、环形铁芯3a的中心孔、下胶垫的中心，螺母设于螺栓的尾部，所述上胶垫、环形铁芯的中心孔、下胶垫之间形成的空腔内灌设有环氧树脂5a；所述初级线圈设于次级线圈外层，所述环形铁芯与初级线圈之间设有第一透气层。

第一透气层选用第一无纺布，充分利用无纺布的透气性好来散热使得本变压器自身能有效散热，无需其他器件配置。

本实施例中的环形铁芯优选采用圆环形的铁芯。

盖板1a用于线圈连接位置的一个盖板，起着保护固定作用。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例的初级线圈分为两部分结构，依次绕设的第一线圈和第二线圈，第一线圈的尾部和第二线圈头部相连，在第一线圈从环形铁芯的内孔中穿绕环形铁芯均匀绕设一层，所述第一线圈的线头及线尾都套设铁氟龙套管，充分利用铁氟龙套管耐高温、耐磨耐腐蚀、不粘黏抗风化等特性。

将第一线圈的线头与线尾之间的距离为5毫米左右为最佳设置。

第二线圈从环形铁芯的内孔中穿绕环形铁芯均匀绕设一层，所述第二线圈的线头及线尾都套设铁氟龙套管，所述第二线圈的线头与线尾之间的距离为5毫米左右；

在环形铁芯与第一线圈之间依次设有第一聚脂薄膜、第一透气层(即第一无纺布)。第一聚脂薄膜优选采用透明的聚脂薄膜。

在第一线圈于第二线圈之间依次设有第二聚脂薄膜、第二透气层(即第二无纺布)。第二聚脂薄膜优选采用透明的聚脂薄膜。

在初级线圈的外侧，也就是第二线圈的外侧，还绕设环形铁芯设有至少一层第三聚脂薄膜、至少一层的屏蔽层。

作为较佳的设置，屏蔽层包括设于内层的紫铜箔和设于外层的压敏胶带，外层的压敏胶带绕设环形铁芯两层。

作为较佳的设置，第三聚脂薄膜设置为依次设置的三层，每层采用2/3叠包(即缠绕过程中，后面一圈有2/3的宽度与前面一圈重叠缠绕)的方式绕设环形铁芯。

本实施例中的第一聚脂薄膜采用1/2叠包，第二聚脂薄膜采用1/3叠包。

为提高变压器的使用寿命及减少安全隐患，在初级线圈的线头，即第一线圈的线头处，接一个热保护器，所述热保护器选用BR-A2D型号，120℃可恢复温保，热保护器接线时下垫 DMD纸,引线套玻纤管，焊点套PVC管,翻头。

第一线圈绕设环形铁芯的匝数与第二线圈绕设环形铁芯的匝数可以设置为相同，也就是绕设同样的圈数。

本实施例中的变压器初级绕组端采用的上述绕法，无纺布隔离，线头、线尾全部穿套管，有效的提高了变压器的可靠性。

实施例3

与实施例1或2不同的是，本方案的次级线圈包括若干个第三线圈，如采用两个，在第一个第三线圈均匀绕设环形铁芯后，用第二个第三线圈绕设环形铁芯，每个第三线圈的头部和尾部分别套设有铁氟龙套管。

任意一个第三线圈外侧设有一层第四聚脂薄膜，第四聚脂薄膜采用1/3叠包绕设。

次级线圈还包括围绕环形铁芯依次绕设的若干个第四线圈，每个第四线圈为均匀绕设整个环形铁芯的一半路程后返回绕设到所述一半路程。

第四线圈的外出设有黑色的第五聚脂薄膜，第五聚脂薄膜为1/3叠包绕设。

第三线圈、第四线圈绕设环形铁芯的匝数小于所述初级线圈的匝数；或者设置为小于第一线圈或第二线圈的匝数。

次级绕组采用上述绕法，满足变压要求的同时，又提高了变压器的稳定性及可靠性。

实施例4

与实施例3不同是，本实施例中的第二个第三线圈采用双线并绕的方式。

实施例4

与实施例3或4不同是，本实施例中的第二个第三线圈采用双线并绕的方式，第一个第四线圈采用双线并绕的方式设置。

实施例5

一种用于上述实施例中的环形变压器的制造方法，包括以下步骤：

1.铁芯包裹，用第一聚酯薄膜穿过环形铁芯的中心孔1/2叠包绕设整个环形铁芯一层，用第一透气层(第一无纺布)穿过环形铁芯的中心孔绕设第一聚酯薄膜两层；

2.初级线圈前段绕设，用第一线圈从环形铁芯的内孔中穿绕环形铁芯均匀绕设一层，第一线圈的头部、尾部套设铁氟龙套管；在第一线圈外侧依次设有第二聚脂薄膜、第二透气层(第二无纺布)，所述第二聚脂薄膜穿过环形铁芯的中心孔1/3叠包绕设一层，所述第二透气层(第二无纺布)穿过环形铁芯的中心孔绕设2层；

3.初级线圈后段绕设，用第二线圈从环形铁芯的内孔中穿绕环形铁芯均匀绕设一层，第二线圈的头部与第一线圈的尾部连接，所述第二线圈的头部与尾部分别套设铁氟龙套管；在第一线圈的头部接一热保护器；在第二线圈外侧依次绕设至少一层第三聚脂薄膜、至少一层的屏蔽层；屏蔽层包括内层的内层的紫铜箔和设于外层的压敏胶带；第三聚脂薄膜为2/3叠包绕设；

4.次级线圈绕设，包括若干个第三线圈依次叠加绕设而成，每个第三线圈从环形铁芯的内孔中穿绕环形铁芯均匀绕设一层，任意一个第三线圈的头部和尾部分别套设铁氟龙套管，任意两个第三线圈之间设有一层第四聚脂薄膜，所述第四聚脂薄膜为1/3叠包绕设；所述第三线圈的头部与尾部分别套设铁氟龙套管；

5.第三线圈外部还设有依次叠加绕设的若干个第四线圈，所述第四线圈为均匀绕设环形铁芯的一半路程后返回绕设到所述一半路程；

6.所述次级线圈外部绕设黑色聚脂薄膜，黑色聚脂薄膜1/3叠包绕设。

上述方法中的步骤4中的第二个第三线圈采用双线并绕的方式，第一个第四线圈采用双线并绕的方式设置。

完成变压器制造后，进行下一步的检验步骤，检验包括，

检验倍频倍压，利用检验设备输入一个大于预设初始次级电压的电压时，查看是否存在报警现象，无报警为合格品；

检验耐压，初级对次级是否存在击穿现象，初级、次级分别对地是否存在击穿现象；无击穿为合格品；

检验空载特性，初级输入预设的初始次级电压，测量变压器的空载电流、空载损耗是否符合预设的规格要求；输出次级线圈的空载电压。

上述方法在检验之间后有最后一步表面检验，确认各个线圈的引线长度、颜色、位置、强度(能承受自身重量无断裂现象),外观无损伤；确认环氧树脂灌注固化良好,变压器外面无环氧树脂等脏物。

实施例6

作为实施例5进一步具体化的一个实施例，如图1-3所示，图中的1黑、2红、3蓝、4黑、5绿、6白、7白、8黄、9黑、10黄、11绿、12绿、13棕、14棕代表初级线圈或次级线圈引线的颜色，0黄/绿代表接地引线。

如图1所示，图中左侧的为初级线圈引线7a，图中右侧的为次级线圈引线7b，分别对应图2和图3中的左侧引线、右侧引线。

实施例7

与上述实施例不同的是，本方案的环形变压器中的次级线圈(或第一线圈)外周套设一导热管，变压器还包括与次级线圈(或第一线圈)并绕的冷水管，所述导热管与冷水管平行设置，并行绕在初级线圈外侧。

上述的导热管与冷却水管都采用超导热管，能迅速进行热传导，将次级线圈产生的热量传输到冷水管，由冷水管里面的冷水传输带走热量。

实施例8

与上述实施例不同的是，本方案的环形铁芯采用的硅钢片采用Si-Fe合金钢，该Si-Fe合金钢的组分及百分比如下：

本合金钢具有较高强度，导磁性良好。

作为优选的，上述合金钢中还包括了乙二胺四乙酸0.015％。

以上为本实用新型的优选实施方式，并不限定本实用新型的保护范围，对于本领域技术人员根据本实用新型的设计思路做出的变形及改进，都应当视为本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.环形变压器，包括带有中心孔的环形铁芯、绕设在环形铁芯上的初级线圈、次级线圈，其特征在于，还包括上胶垫、下胶垫、螺栓及螺母，所述上胶垫、下胶垫分别设置在所述环形铁芯的上表面、下表面，所述螺栓依次穿过上胶垫的中心、环形铁芯的中心孔、下胶垫的中心，螺母设于螺栓的尾部，所述上胶垫、环形铁芯的中心孔、下胶垫之间形成的空腔内灌设有环氧树脂；所述初级线圈设于次级线圈外层，所述环形铁芯与初级线圈之间设有第一透气层。

2.根据权利要求1所述的环形变压器，其特征在于，所述初级线圈包括第一线圈和第二线圈，第一线圈的尾部和第二线圈头部相连，所述第一线圈从环形铁芯的内孔中穿绕环形铁芯均匀绕设一层，所述第一线圈的线头及线尾都套设铁氟龙套管。

3.根据权利要求2所述的环形变压器，其特征在于，所述第二线圈从环形铁芯的内孔中穿绕环形铁芯均匀绕设一层，所述第二线圈的线头及线尾都套设铁氟龙套管。

4.根据权利要求2所述的环形变压器，其特征在于，还包括第一聚脂薄膜，所述环形铁芯、第一聚脂薄膜、第一透气层与第一线圈依次设置。

5.根据权利要求2-4任一所述的环形变压器，其特征在于，还包括第二聚脂薄膜、第二透气层，所述第一线圈、第二聚脂薄膜、第二透气层和第二线圈依次设置。

6.根据权利要求1所述的环形变压器，其特征在于，所述初级线圈外绕设环形铁芯依次设有至少一层第三聚脂薄膜、至少一层的屏蔽层。

7.根据权利要求6所述的环形变压器，其特征在于，所述屏蔽层包括设于内层的紫铜箔和设于外层的压敏胶带。

8.根据权利要求1所述的环形变压器，其特征在于，所述初级线圈的线头接热保护器，所述热保护器选用BR-A2D型号。

9.根据权利要求1所述的环形变压器，其特征在于，所述次级线圈包括若干个第三线圈依次叠加均匀绕设环形铁芯而成，任意一个第三线圈的头部和尾部分别套设铁氟龙套管，任意一个第三线圈外侧设有一层第四聚脂薄膜，所述第四聚脂薄膜为叠包绕设。

10.根据权利要求1所述的环形变压器，其特征在于，所述次级线圈还包括依次叠加绕设的若干个第四线圈，所述第四线圈为均匀绕设环形铁芯的一半路程后返回绕设到所述一半路程。