節材變壓器的製造方法

2023-06-07 21:24:46

節材變壓器的製造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種節材變壓器，其技術是改變了現有變壓器的鐵芯結構，在變壓器繞線部分的鐵芯中間，大約點繞線部位長度約為1／4的範圍從外向裡割進去四周大約1／4的深度，使它的周長只是原鐵芯的一半即1／2，面積是原來的1／4，在這個割去了鐵芯的位置上，用和原來同體積同功率的變壓器的次級線圈的線徑的1／2的線圈來繞成變壓器的次級線圈(輸出線圈)，這樣做能達到輸出效率高和節省了次級線圈用線的目地，整個次級線圈能比原變壓器節約了3／4的線圈材料。
【專利說明】節材變壓器
【技術領域】
[0001]變壓器製造【背景技術】
[0002]自從人類發現了電磁感應以後，就製造了動力發電機，以各種各樣的動力機器來帶動發電機發電人們用電提供了電網供電系統，從此人們就進入用電的時代，這樣的供電系統為了高效率的利用電能和安全的用電，人們又發明了變壓器。
[0003]隨著人類社會的進步，各種用電器的出現給人們的生活帶來了便利和享受，為了滿足這些用電器的各種電壓需求，現在就生產製造了各種各樣的變壓器，有電力變壓器，有電源變壓器，它們又分別有升壓變壓器和降壓變壓器。還有電子方面中使用的高頻變壓器等都是由電磁感應來工作的，而電磁感應產生的強弱和效率都是與電壓高低、電流大小、頻率的高低、線圈圈數多少，線圈圈的大小和是否帶有鐵芯、鐵芯的大小等有關。不管哪一種變壓器，它們的輸入和輸出都遵從著線圈圈數和電壓成比例。

【發明內容】

[0004]節材變壓器，其特徵:在變壓器繞線部位的鐵芯中間，大約佔繞線鐵芯總長度I /4的長度從外向裡割進去，四周大約I / 4的深度，使這部分鐵芯的周長只是原來的周長I / 2，而橫載面積才是原來I / 4，在這割去了鐵芯的位置上用線圈繞成變壓的次級線圈(輸出線圈)，次級線圈的線徑只是原來同體積同功率整個完整鐵芯上繞的次級線圈的I /4的線徑，而次級線圈和原來的圈數相同但比原變壓器節省了3 / 4的線圈材料。
[0005]在同等的交流電壓和頻率下，線圈圈大的就比圈小的產生的電感大，它能承受的電壓就比小圈的線圈高，這就是製造變壓器的參數，變壓器的製造一般都是在閉合鐵芯上繞上線圈，鐵芯的大小就決定了繞線圈圈數的多少了，大鐵芯線圈就少些，小鐵芯線圈數就多些，這就是變壓器的輸入端(初級線圈)必須具備的條件，而輸出端(次級線圈)就不一定，它可多可少，多的就是升壓變壓器，而少的就是降壓變壓器。所輸出的電壓是跟線圈圈數成正比的，而電流就是成反比，就是輸出端線圈越多輸出的電壓就越高，電流就越小，輸出端的線圈圈數越少輸出的電壓就越低，但電流就越大。
[0006]正因為輸出端不具備有承受電壓的作用，線圈圈數可多可少。是否正常工作主要取決於輸入端的初級線圈，初級線圈設計好了，它就能遵從圈數和電壓成正比的理論。所以我就利用了這個原理設計出了新的高效節材變壓器。
[0007]線圈圈數和電壓成正比是變壓器的規律，它不論繞在橫載面有多大，就是說不論繞在多大的鐵芯上都是如此，只不過在初級線圈中，圈數的面積大，它的一圈周長用線就長，感應的磁通量就大，感抗電阻就增大，接到電源的就可以圈數少，而圈數面積小的，它的周長用線就短，感應的磁通量就小，感抗電阻就小，所以接到電源的圈數必須要增加。
[0008]明白了接電源的線圈大小和多少只不過是起著與電源電壓匹配的作用而已，而它的輸出端線圈大小根本不是重要，主要的還是線圈的多少，直接構成變壓器的電壓輸出，就這樣我經過了實驗嘗試了減少在次級線圈位置裡的鐵芯橫載面積，這樣一來繞在鐵芯上的導線線圈周長就隨著減少，但只要圈數夠，鐵芯的減少部分不太長就能夠不影響整個變壓器的工作和正常。
[0009]導線的電阻跟長度成正比，跟線徑成反比，銅製的圈數也一樣，一樣的線徑，它的長度越長電阻就越大，而一樣的長度，它的線徑越大電阻就越小。又是根據這個原理來實現了我的節材理論，現用英文來表示舉個列子說明，比如現在有個變壓器它的輸出端次級線圈總長度為L，電阻阻值為H，線徑為0，整個次級線圈的位置佔有變壓器鐵芯位置的I /4(如圖3)，輸出功率為W，效率為P。現設計的次級線圈，位置是在繞線鐵芯位置的正中間，它佔的位置只是I / 4(如圖1)在這個部分的鐵芯都要割去，一般四周都是向裡割進去I /4的邊長的尺寸，使割去的鐵芯周長減少一半，而橫載面積只是原來的I / 4，這樣繞在上面的線圈長度就減少了一半，它只是原來的I / 2，所以總長度為I / 2L，由於長度的減少，其電阻也隨著減少一半，所以電阻的阻值也只是I / 2H，這樣一來就可同樣減少線徑的一半來實現電阻和原來相同的阻值都是H，那麼線圈長度減少了一半，實際上就已節約銅線材料的一半了，又在這I / 2L長度的線圈減少線徑來實現與原來的電阻值相同，實際又在節去I / 2的銅線材料，所以真正使用的只不過是I / 4的銅線材料，比原來節省了 3 / 4的銅線材料。但這樣做會不會影響到原來的變壓的各種因素呢經過實驗輸出的電壓和電流都沒有改變，即功率仍為W，只要你設計合理不但沒有影響反而效率還得到了相應的提高。
[0010]因全閉合的歐姆定律是內阻等於外阻，其輸出的功率最大，也就是說外面的用電器加起來的電阻(直流電阻)阻值等於供電系統(電池、發電機、變壓器)的阻值時，供電的電路輸出的功率為最大，但如果外面的用電器阻值大於內電阻(供電系統)時，外面的電用器就是阻值越大就效率越高，反過來說就是供電的內電阻阻值越少就能向外提供用電效率就越高。
[0011]雖然節材變壓器已經減少了線徑來讓電阻相同了，但交流的電阻分有純電阻，感抗電阻和容抗電阻，所以節材變壓器的電阻是與原有的相同，可線圈的周長和鐵芯的面積減少了，它所產生的感抗也隨著減少了，所以說還是效率方面得到了提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是繞線圈的鐵芯位置上從中間起割去了長度I / 4，深度I / 4的示意圖。
[0013]圖2是兩個橫載面積相比較的平面圖:左圖是原變壓器鐵芯的橫載面圖，右圖是已經減少了的鐵芯橫載面圖。
[0014]圖3是現在變壓器在鐵芯上繞線各一半的繞線分配圖。
[0015]圖4是我發明的經過了改進的初級、次級線圈的繞線圖。
【具體實施方式】
[0016]在變壓器的繞線鐵芯位置上，從中間部分起割去整個四周的面積，使它的橫載面積只是原來的I / 4(如圖2)，周長是原來的一半，即I / 2的尺寸，而割去的鐵芯是原整個繞線鐵芯長度的I / 4(如圖1)，這凹下去的鐵芯位置就是變壓器的輸出端次級線圈的繞線位置，它的線圈繞到平原來鐵芯的位置為止，因線圈的線徑比原來減去了一半，所以剛好繞得跟原來的圈數，然後把線的兩頭順著鐵芯向一頭輸出，在整個鐵芯和次級線圈都用絕緣材料包好再繞上面初級線圈(如圖4)把繞好的線圈也用絕緣材料包好，線圈的兩頭向鐵芯的另一頭輸出。
[0017]因變壓器的輸出線圈電壓只是跟圈數有關係，而和圈子的面積大小線周長的長短沒有多大的關係，所以可以人為的來設計減少在次級線圈部分的鐵芯橫載面積來減少線圈的用線長度，又因線圈的電阻跟長度成正比，跟線徑成反比，所以在長度已減少的同時可以又減少線徑來達到阻值跟原來相同又可再減少用線材料來達到了最節材的目的，這樣做整個次級線圈用的線圈材料只不過是原有的變壓器的I / 4，節約出了 3 / 4的線圈材料。
[0018]要是設計合理，高度的重視絕緣，就能用這種方式生產出各種變壓器，可做升壓變壓器，可做降壓變壓器，可生產出各種電源變壓器，又可以生產出各種電力變壓器(即三相變壓器)和電子方面用的各種各樣的高頻變壓器。另外還要注意特別是在鐵芯的切割處不能太長，要保留它的磁通路能產生強磁場的閉合通路。這種變壓器只能做輸出用，絕不能反過來用，就是不能把輸出端的次級線圈接到電源來用。
【權利要求】
1.節材變壓器，其特徵:在變壓器繞線部位的鐵芯中間，大約佔繞線鐵芯總長度I / 4的長度從外向裡割進去，四周大約I / 4的深度，使這部分鐵芯的周長只是原來的周長I /2，而橫載面積才是原來I / 4，在這割去了鐵芯的位置上用線圈繞成變壓的次級線圈，次級線圈的線徑只是原來同體積同功率整個完整鐵芯上繞的次級線圈的I / 4的線徑，而次級線圈和原來的圈數相同但比原變壓器節省了3/4的線圈材料。
【文檔編號】H01F27/24GK203415370SQ201220738407
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年12月26日 優先權日:2012年12月26日
【發明者】吳文武 申請人:吳文武