TWI687945B - 具有改良繞組結構的變壓器 - Google Patents

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徐國利
鄧東國
王永海
羅金忠
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本發明公開一種具有改良繞組結構的變壓器，包括：一環狀鐡芯、一初級繞組和一次級繞組；其中環狀鐡芯是一種單磁路的鐵芯，環狀鐵芯包括互相間隔併列的第一腳和第二腳；初級繞組使用銅線環繞在第一腳的第一絕緣件的外側和第二腳的第二絕緣件的外側；次級繞組使用銅帶，次級繞組包括環繞在第一腳的第一次級繞組以及環繞在第二腳的第二次級繞組，第一次級繞組和第二次級繞組環繞在初級繞組的銅線的外側；作為第一次級繞組的銅帶的兩端翻摺90度後沿著平行第一次級繞組的軸心的相同方向延伸構成第一次級繞組的出線端，作為第二次級繞組的銅帶的兩端翻摺90度後沿著平行第二次級繞組的軸心的相同方向延伸構成第二次級繞組的出線端。本發明環狀鐵芯為單磁路結構，具有小型化、散熱佳，降低漏感和提升效率的優點。

Description

具有改良繞組結構的變壓器
本發明涉及一種繞組變壓器，特別是一種具有改良繞組結構的變壓器。
變壓器基本上是由套在一個閉合鐵芯上的兩個或多個繞組(或稱線圈)構成，變壓器和電源連接的繞組稱為初級繞組或原繞組，和負載連接的繞組稱為次級繞組或副繞組。繞組與繞組及繞組與鐵芯之間都是互相絕緣的。鐵芯構成了電磁感應所需的磁路。為了減少磁通變化時所引起的渦流損失，變壓器的鐵芯通常是由許多片硅鋼片疊成，相鄰的兩片硅鋼片之間使用絕緣漆隔開。基於硅鋼片的高導磁性，大部份磁通量局限在鐵芯里，因此，初級繞組和次級繞組可以獲得相當高程度之磁耦合。
雙E型鐵芯以及EI型鐵芯是傳統變壓器中常見的鐵芯結構，在鐵芯的中央環繞有初級繞組和次級繞組，初級繞組和次級繞組使用銅線(通常為漆包線)，銅線的繞線方式通常是將初級繞組和次級繞組以同軸的關係繞在同一個鐵芯，其中一者位於內圈另一者位於外圈，初級繞組和次級繞組之間以絕緣材料隔開，以這種方式繞線的變壓器，初級繞組和次級繞組之間具有較佳的耦合密度。
傳統變壓器使用的雙E型鐵芯或是EI型鐵芯都是一種雙磁路的鐵芯，體積較大而且容易造成雙邊發熱不平衡，使用銅線的初級繞 組和次級繞組都被包圍在E型鐵芯裡面，散熱不佳而且繞線面積較小。
本發明所要解決的技術問題在於提供一種具有改良繞組結構的變壓器。
為了解決上述的技術問題，本發明具有改良繞組結構的變壓器的一種實施例，包括：一環狀鐡芯、一初級繞組和一次級繞組；其中環狀鐡芯是一種單磁路的鐵芯，環狀鐵芯包括互相間隔併列的第一腳和第二腳；初級繞組使用銅線環繞在第一腳的第一絕緣件的外側和第二腳的第二絕緣件的外側；次級繞組使用銅帶，次級繞組包括環繞在第一腳的第一次級繞組以及環繞在第二腳的第二次級繞組，第一次級繞組和第二次級繞組環繞在初級繞組的銅線的外側；作為第一次級繞組的銅帶的兩端翻摺90度後沿著平行第一次級繞組的軸心的相同方向延伸構成第一次級繞組的出線端，作為第二次級繞組的銅帶的兩端翻摺90度後沿著平行第二次級繞組的軸心的相同方向延伸構成第二次級繞組的出線端。
作為本發明具有改良繞組結構的變壓器的優選結構，其中第一腳的外側具有一第一絕緣件，第二腳的外側具有一第二絕緣件，初級繞組環繞在第一腳的第一絕緣件的外側和第二腳的第二絕緣件的外側。
作為本發明具有改良繞組結構的變壓器的優選結構，其中環狀鐵芯是一種矩形的環形元件，其中第一腳和第二腳互相平行。
作為本發明具有改良繞組結構的變壓器的優選結構，其中環狀鐵芯是由二個L型鐵芯互相對接成環狀的結構。
作為L型鐵芯的較佳實施例，其中二個L型鐵芯採用矽鋼片 疊成。
作為L型鐵芯的較佳實施例，其中在每一個L型鐵芯的兩端具有導斜面，二個L型鐵芯的導斜面互相密合對接在一起。在相同感量的條件下，具有間隙小、低漏感和高效率的優點。
本發明具有改良繞組結構的變壓器的有益效果在於，由二個L型鐵芯組成的環狀鐵芯為單磁路結構，具有小型化的優點還可以避免發熱不平衡的問題；次級繞組使用銅帶有較大的面積外繞，具有散熱佳，降低漏感提升效率的優點，在同體積的條件下，使用銅帶作為次級繞組可以使繞線面積提升一倍。
關於本發明的具體實施方式及其他的優點與功效，將配合圖式說明如下。
10‧‧‧環狀鐡芯
11‧‧‧第一腳
12‧‧‧第二腳
13‧‧‧第一絕緣件
14‧‧‧第二絕緣件
20‧‧‧初級繞組
30‧‧‧次級繞組
31‧‧‧第一次級繞組
311‧‧‧出線端
32‧‧‧第二次級繞組
321‧‧‧出線端
40A、40B‧‧‧L型鐵芯
L1‧‧‧第一次級繞組的軸心
L2‧‧‧第二次級繞組的軸心
S1、S2‧‧‧導斜面
第1圖是本發明具有改良繞組結構的變壓器的一種實施例的構造分解圖。
第2圖是本發明具有改良繞組結構的變壓器的一種實施例的構造外觀圖，繪示變壓器組合完成的構造。
第3圖是第2圖的俯視構造圖。
第4圖是第3圖在A-A位置的構造斷面圖。
第5圖是本發明具有改良繞組結構的變壓器的一種實施例的構造圖，繪示初級繞組和次級繞組環繞在L型鐵芯的構造。
第6圖是第5圖的仰視構造圖。
第7圖是第6圖在B-B位置的構造斷面圖。
第8圖是本發明具有改良繞組結構的變壓器的L型鐡芯的另一種實施例的構造圖。
在下文的實施方式中所述的位置關係，包括：上，下，左和右，若無特別指明，皆是以圖式中組件繪示的方向為基準。
請參閱第1圖和第2圖，是本發明具有改良繞組結構的變壓器的一種實施例的構造分解圖和構造外觀圖。本發明具有改良繞組結構的變壓器的一種實施例，包括：一環狀鐡芯10、一初級繞組20和一次級繞組30。
其中環狀鐡芯10是一種單磁路的鐵芯，環狀鐵芯10包括互相間隔併列的第一腳11和第二腳12，環狀鐵芯10的一種較佳實施方式是一種矩形的環形元件，其中第一腳11和第二腳12互相平行。環狀鐵芯10的一種較佳實施方式是由二個L型鐵芯40A和40B互相對接成環狀的結構，其中二個L型鐵芯40A和40B都是採用矽鋼片疊成。
請參閱第8圖，繪示了環狀鐵芯10的一種較佳實施例構造，其中在二個L型鐵芯40A和40B的兩端都具有導斜面S1和S2，二個L型鐵芯40A和40B的導斜面S1和S2互相密合對接在一起。在相同感量的條件下，具有間隙小、低漏感和高效率的優點。
初級繞組20使用銅線，銅線是表面具有絕緣層的漆包線，初級繞組20環繞在第一腳11和第二腳12的外側；在本發明具有改良繞組結構的變壓器的一種較佳實施例構造，其中第一腳11的外側具有一第一絕緣件13，第二腳12的外側具有一第二絕緣件14，初級繞組20環繞在第一腳11的 第一絕緣件13的外側和第二腳12的第二絕緣件14的外側(見第3圖和第4圖)。其中第一絕緣件13和第二絕緣件14的一種實施方式是一種塑膠管；在其他的實施方式，第一絕緣件13和第二絕緣件14可以是塑膠膜或塑膠紙。
次級繞組30使用銅帶，銅帶的表面具有絕緣層，絕緣層可以是絕緣漆、塑膠膜或塑膠紙，次級繞組30包括環繞在第一腳11的第一次級繞組31以及環繞在第二腳12的第二次級繞組32，第一次級繞組31和第二次級繞組32環繞在初級繞組20的銅線的外側，其中作為第一次級繞組31的銅帶的兩端翻摺90度後(見第2圖虛線箭頭表示的翻摺方式)沿著平行第一次級繞組31的軸心L1的相同方向延伸構成第一次級繞組31的出線端311，作為第二次級繞組32的銅帶的兩端翻摺90度後沿著平行第二次級繞組32的軸心L2的相同方向延伸構成第二次級繞組32的出線端321。其中第一次級繞組31和第二次級繞組32是依據次級繞組30需要環繞的匝數，選用所需數量的銅帶分別環繞在初級繞組20的銅線的外側。
本發明具有改良繞組結構的變壓器的一種較佳的組裝方式請參閱第5圖至第7圖，其中初級繞組20使用銅線首先環繞在環狀鐵芯10的第一腳11(位於L型鐵芯40A)的第一絕緣件13，接著再環繞在環狀鐵芯10的第二腳12(位於L型鐵芯40B)的第二絕緣件14；接著依據次級繞組30需要環繞的匝數，選用所需數量的銅帶分別環繞在初級繞組20的銅線的外側完成第一次級繞組31和第二次級繞組32；最後再將環繞有初級繞組20、第一次級繞組31和第二次級繞組32的二個L型鐵芯40A和40B互相對接成環狀的結構即完成本發明變壓器的組裝。
雖然本發明已通過上述的實施例公開如上，然其並非用以限 定本發明，本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的專利保護範圍須視本申請的權利要求所界定者為准。
10‧‧‧環狀鐡芯
11‧‧‧第一腳
12‧‧‧第二腳
13‧‧‧第一絕緣件
14‧‧‧第二絕緣件
20‧‧‧初級繞組
30‧‧‧次級繞組
31‧‧‧第一次級繞組
311‧‧‧出線端
32‧‧‧第二次級繞組
321‧‧‧出線端
40A、40B‧‧‧L型鐵芯

Claims (8)

  1. 一種具有改良繞組結構的變壓器，包括：一環狀鐡芯、一初級繞組和一次級繞組；該環狀鐡芯是一種單磁路的鐵芯，該環狀鐵芯包括互相間隔併列的一第一腳和一第二腳；該初級繞組使用銅線環繞在該第一腳和該第二腳的外側；該次級繞組使用銅帶，該次級繞組包括環繞在該第一腳的一第一次級繞組以及環繞在該第二腳的一第二次級繞組，該第一次級繞組和該第二次級繞組環繞在該初級繞組的銅線的外側；作為該第一次級繞組的銅帶的兩端翻摺90度後沿著平行該第一次級繞組的軸心的相同方向延伸構成該第一次級繞組的一出線端，作為該第二次級繞組的銅帶的兩端翻摺90度後沿著平行該第二次級繞組的軸心的相同方向延伸構成該第二次級繞組的一出線端。
  2. 如請求項1所述的具有改良繞組結構的變壓器，其特徵在於：該第一腳的外側具有一第一絕緣件，該第二腳的外側具有一第二絕緣件；該初級繞組環繞在該第一腳的該第一絕緣件的外側和該第二腳的該第二絕緣件的外側。
  3. 如請求項2所述的具有改良繞組結構的變壓器，其特徵在於：該第一絕緣件和該第二絕緣件可以是塑膠管、塑膠膜或塑膠紙。
  4. 如請求項1所述的具有改良繞組結構的變壓器，其特徵在於：該初級繞組的銅線是表面具有絕緣層的漆包線，該銅帶的表面具有絕緣層，該銅帶的該絕緣層可以是絕緣漆、塑膠膜或塑膠紙。
  5. 如請求項1所述的具有改良繞組結構的變壓器，其特徵在於：該環狀鐵芯是一種矩形的環形元件，該第一腳和該第二腳互相平行。
  6. 如請求項1所述的具有改良繞組結構的變壓器，其特徵在於：該環狀鐵芯是由二個L型鐵芯互相對接成環狀的結構。
  7. 如請求項6所述的具有改良繞組結構的變壓器，其特徵在於：該二個L型鐵芯採用矽鋼片疊成。
  8. 如請求項6所述的具有改良繞組結構的變壓器，其特徵在於：每一個該L型鐵芯的兩端具有導斜面，二個該L型鐵芯的該導斜面互相密合對接在一起。
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