控制變壓器的制造方法
【專利摘要】本發明的控制變壓器主要包括：主磁芯，所述主磁芯是由一頂部和一柱體構成的T型磁芯柱；多個輔磁芯，貼靠于所述主磁芯，形成多級階梯結構狀；以及一對磁軛，分別設置于所述主磁芯的兩側，以與所述主磁芯和所述多個輔磁芯一起構成一完整磁路結構。本發明的控制變壓器在使用過程中，磁芯柱兩端面游離的磁力線能得到充分的利用吸收，提高了變壓器的電磁轉換效率，并可以降低變壓器的自身功耗，節約用銅量，降低了變壓器的制造成本。
【專利說明】控制變壓器
【技術領域】
[0001]本發明涉及變壓器領域，尤其涉及BK、JBK系列控制變壓器。
【背景技術】
[0002]控制變壓器廣泛用于各種場所。BK、JBK系列控制變壓器一般可作為機床和機械設備中控制工作照明及信號燈等的電源之用，也可作為動力電源使用。
[0003]當前，國內外市場上生產的控制變壓器產品絕大多數采用“EI”型疊片模式，其主要缺點是線圈產生的磁力線在變壓器的兩端處于游離狀態，磁場分配不均衡，電磁效率較低。為了達到減少磁通密度從而減少磁損的目的，傳統的產品采用增加鐵芯片的疊厚，增大鐵芯截面積的辦法，但這增長了線包銅線匝數的周長和總長，于是產生了用銅量的增大和直流電阻熱耗增大的問題。
【發明內容】
[0004]針對現有技術的上述不足，本發明提出了改進的控制變壓器。具體地，本發明的控制變壓器主要包括:主磁芯，所述主磁芯是由一頂部和一柱體構成的T型磁芯柱；多個輔磁芯，貼靠于所述主磁芯，形成多級階梯結構狀；以及一對磁軛，分別設置于所述主磁芯的兩偵牝以與所述主磁芯和所述多個輔磁芯一起構成一完整磁路結構。
[0005]根據本發明的一個較佳實施例，在上述的控制變壓器中，所述多個輔磁芯的舌寬不同并且疊成所述多級階梯結構狀。
[0006]根據本發明的一個較佳實施例，在上述的控制變壓器中，所述多個輔磁芯的數量是兩個，分別貼靠在所述磁芯柱的兩端面。
[0007]根據本發明的一個較佳實施例，在上述的控制變壓器中，所述多個輔磁芯使得所述柱體的橫截面呈類圓形。
[0008]根據本發明的一個較佳實施例，在上述的控制變壓器中，所述一對磁軛分別呈L型，所述一對磁軛相對放置與所述磁芯柱一起構成TLL型的完整磁路結構。
[0009]根據本發明的一個較佳實施例，在上述的控制變壓器中，還包括:線圈，套置于所述T型磁芯柱的柱體上。
[0010]根據本發明的一個較佳實施例，在上述的控制變壓器中，所述主磁芯兩端所述多級階梯狀的輔磁芯構成散氣通道。
[0011]根據本發明的一個較佳實施例，在上述的控制變壓器中，所述主磁芯與所述多級階梯狀的輔磁芯為娃鋼片。
[0012]根據本發明的一個較佳實施例，在上述的控制變壓器中，所述控制變壓器可以是BK、JBK系列控制變壓器。
[0013]根據本發明的一個較佳實施例，在上述的控制變壓器中，所述BK或JBK系列控制變壓器適用于交流50 - 60Hz,電壓不超過1500V。
[0014]本發明的控制變壓器通過采用主磁性以及與貼靠于主磁芯的多個輔磁芯形成的多級階梯結構，使得該磁芯柱的水平截面形狀呈一個近似圓狀。這樣，在使用過程中，磁芯柱兩端面游離的磁力線能得到充分的利用吸收，提高了變壓器的電磁轉換效率。另一方面，依據數學極值理論，在同等的截面積下圓狀截面的周長最短。因此，本發明的結構可以有效縮短線圈每匝數的周長，減少了銅線的直流銅阻和相應熱耗，降低了變壓器的自身功耗，節約了用銅量，降低了變壓器的制造成本，達到了節能節材的雙重效果。此外，本發明的主磁芯與多個輔磁芯形成的“臺階”結構還能構成散熱氣道，緩解變壓器因“渦流”等導致的溫升。另外，本發明的結構能夠簡便的方式來制造，從而節省材料并簡化工藝。本發明的控制變壓器可廣泛用于地鐵、高層建筑、機場、車站、碼頭、工礦企業、機床控制、隧道的輸配電場所等。
[0015]應當理解，本發明以上的一般性描述和以下的詳細描述都是示例性和說明性的，并且旨在為如權利要求所述的本發明提供進一步的解釋。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]包括附圖是為提供對本發明進一步的理解，它們被收錄并構成本申請的一部分，附圖示出了本發明的實施例，并與本說明書一起起到解釋本發明原理的作用。附圖中:
[0017]圖1是根據本發明的一較佳實施例的控制變壓器的分解結構。
[0018]圖2示意性地示出了圖1的控制變壓器的磁路圖。
[0019]圖3a示意性地示出了傳統變壓器的線圈磁場圖。
[0020]圖3b示意性地示出了根據本發明的控制變壓器的線圈磁場圖。
[0021]圖4示意性地示出了根據本發明的變壓器的制作的部分圖示。
【具體實施方式】
[0022]根據法拉第電磁感應定律V=-N ((1Φ/(?υ=-ΝΒΑω，對發明的控制變壓器進行說明。在公式中V為產生的電壓，N為線圈的匝數，?Φ/dt為變化的磁場，B為磁場的強度，A為磁芯截面積，從而可知電壓V和磁場強度B磁芯截面積A的乘積成正比，電壓與線圈的匝數成正比，在設定的初級或次級電壓的情況下，線圈的匝數和磁芯截面積的乘積是一個設計的常數，磁場強度越大，所產生的電壓(或電流)越大，磁芯截面積越大，所產生的電壓(或電流)也越大，電磁轉換效率也就越高。
[0023]現在將詳細參考附圖描述本發明的實施例。
[0024]圖1是根據本發明的一較佳實施例的控制變壓器的分解結構。如圖1所示，本發明的控制變壓器100主要包括:主磁芯101、輔磁芯107a和107b、磁軛102a和102b、線圈103。
[0025]在圖1所示的實施例中，鐵芯的結構由主磁芯101和輔磁芯107a和107b兩個部分組成。其中，主磁芯101是由一頂部105和一柱體106構成的T型磁芯柱。可以將輔磁芯107a和107b貼靠于所述主磁芯，形成多級階梯結構。作為一個示例，主磁芯101可以采用“T”型硅鋼片疊成矩形結構。輔磁芯可以由舌寬大小不等的“T”型硅鋼片疊成多級階梯結構，分別貼靠在主磁芯101的兩側(例如，主磁芯101的兩端面)，使變壓器的磁芯柱近似圓狀。
[0026]出于方便說明的目的，圖1中僅示出了兩個輔磁芯107a和107b，本領域技術人員應當理解，可以采用其他數量的輔磁芯，這些輔磁芯可以以其他方式與主磁芯耦合，本發明并不限于圖1中所示出的特定方式。
[0027]此外，磁軛102a和磁軛102b分別呈I”型和“」”型，并分別設置于主磁芯101的兩側。該一對磁軛可以與主磁芯101 —起構成” TLL”型的完整磁路結構，如圖2所示。
[0028]此外，在該較佳實施例中，線圈103套置于磁芯柱106上。例如，可以將控制變壓器的初級、次級線圈繞制成近似圓狀，套置于磁芯柱106上。根據本發明的一個方面，初級、次級線圈之間只存在磁場關系，而沒有電流關系。當然，本領域的技術人員可以理解，在本發明中也可以采用其他已知類型的線圈的設置方式，本發明并不限于圖1所繪示的線圈的設置方式。
[0029]以圖1所示的方式構成的結構將獲得如圖2所示的磁路圖。圖2中，虛線201表示磁力線，虛線上的箭頭表示本發明的控制變壓器所形成的磁力線的方向。此外，圖2中的虛線202表示磁力線。
[0030]轉回到圖1，如圖1所示，在本發明的控制變壓器100中，由于輔磁芯107a和107b貼靠在主磁芯101的柱體106的兩側，使得磁芯柱106四周分別具有多級階梯結構。請同時參考圖1和圖3b，主磁芯101與疊成多級階梯結構的輔磁芯107a和108b相結合，使主磁芯101的水平橫截面的四個邊角處分別構成為多個倒角階梯，以使這四個邊角形成為類弧形的形狀。因此，通過采用主磁芯和輔磁芯兩部分，本發明的控制變壓器100的主磁芯101的柱體106的橫截面可呈現為近似于圓形。
[0031]一方面，與漏磁式變壓器相比，在本發明的控制變壓器中不存在磁分路，無需設置磁分路塊。此外，本發明的控制變壓器由“EI”型改為“TLL”型，在“T”狀與“LL”狀相接合處可采用氬弧焊焊接，可降低變壓器的磁阻。另一方面，主磁芯與輔磁芯形成的底部“臺階”結構還能構成散熱氣道，緩解變壓器因“渦流”等導致的溫升。
[0032]圖3a示意性地示出了一種傳統的控制變壓器的線圈磁場圖。如圖3a所示，現有技術的控制變壓器的主磁芯301的柱體的橫截面普遍呈矩形，這樣的結構會使得磁芯柱的邊角處出現磁力線的游離現象。例如，圖3a中的鐵芯302a邊角處的磁力線301a的擴散范圍較大，存在游離的現象，其中線圈303a包覆于鐵芯302a外部。
[0033]圖3b示意性地示出了根據本發明的控制變壓器的線圈磁場圖。相比于圖3a中所示的現有技術的矩形橫截面柱體的磁場圖，圖3b所示的本發明的主磁芯101的四邊角處的游離磁力線304能得到充分的利用吸收，從而可以有效提高該控制變壓器100的電磁轉換效率。
[0034]圖4示意性地示出了根據本發明的變壓器的制作的部分圖示。與傳統的“E”型、“EI”型變壓器相比，本發明的變壓器具有“TLL”結構，因此能夠在例如矩形材料中沖制出主磁芯101和磁軛102a和磁軛102b。該“TLL”結構能夠用簡便的方式來制造,從而節省材料
并簡化工藝。
[0035]此外，依據數學極值理論，在同等的截面積下圓狀截面的周長最短，因此本發明的磁芯柱結構可以有效縮短纏繞其上的線圈每匝數的周長。由于磁芯柱上的線圈匝數巨大，因此本發明的結構可以顯著減少銅線的直流銅阻和相應熱耗，降低了變壓器的自身功耗，節約了用銅量，降低了變壓器的制造成本，從而達到了節能節材的雙重效果。
[0036]此外，根據本發明，控制變壓器的設計可以根據用戶要求，諸如控制變壓器的各個輸入、輸出電源，連接組別，抽頭繞組容量的分配，均可根據用戶要求來制造。
[0037]本領域技術人員可顯見，可對本發明的上述示例性實施例進行各種修改和變型而不偏離本發明的精神和范圍。因此，旨在使本發明覆蓋落在所附權利要求書及其等效技術方案范圍內的對本發明的修改和變型。
【權利要求】
1.一種控制變壓器，其特征在于，包括: 主磁芯，所述主磁芯是由一頂部和一柱體構成的T型磁芯柱； 多個輔磁芯，貼靠于所述主磁芯，形成多級階梯結構狀；以及 一對磁軛，分別設置于所述主磁芯的兩側，以與所述主磁芯和所述多個輔磁芯一起構成一完整磁路結構。
2.如權利要求1所述的控制變壓器，其特征在于，所述多個輔磁芯的舌寬不同并且疊成所述多級階梯結構狀。
3.如權利要求1所述的控制變壓器，其特征在于，所述多級階梯結構狀的輔磁芯數量是兩個，分別貼靠在所述主磁芯的兩端面。
4.如權利要求1所述的控制變壓器，其特征在于，所述多級階梯結構狀的輔磁芯使得所述柱體的橫截面呈類圓形。
5.如權利要求1所述的控制變壓器，其特征在于，所述一對磁軛分別呈L型，所述一對磁軛相對放置與所述磁芯柱一起構成TLL型的完整磁路結構。
6.如權利要求1所述的控制變壓器，其特征在于，還包括: 線圈，套置于所述T型磁芯柱的柱體上。
7.如權利要求1所述的控制變壓器，其特征在于，所述主磁芯兩端所述多級階梯結構狀的輔磁芯構成散氣通道。
8.如權利要求1所述的控制變壓器，其特征在于，所述主磁芯與所述多級階梯結構狀的輔磁芯為娃鋼片。
9.如權利要求1所述的控制變壓器，其特征在于，所述控制變壓器是BK或JBK系列控制變壓器。
10.如權利要求7所述的控制變壓器，其特征在于，所述BK或JBK系列控制變壓器適用于交流50 - 60Hz,電壓不超過1500V。
【文檔編號】H01F27/26GK103474209SQ201310467962
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年10月9日 優先權日:2013年10月9日
【發明者】周堯達, 張乃銚 申請人:寧波澳普網絡通信設備有限公司, 周堯達