單相交流升降壓變壓器的製作方法
2024-02-11 14:18:15
專利名稱：單相交流升降壓變壓器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及交流變壓器，更具體地指一種單相交流升降壓變壓器。
背景技術：
根據法拉第電磁感應定律可知，在交變電路中磁力線隨時變化，可以改變電壓的高低和電流的大小，憑此原理人們製造了各種變壓器，並廣泛應用在輸電、供電、和用電，以及電訊、自動控制等領域。變壓器的種類繁多，結構上也各有特點，但是它們的基本原理是相同或基本相同，傳統變壓器主要由線圈和鐵芯兩部分組成，其結構不外乎是殼式、芯式等幾種模式，將線圈套在一個閉合的磁芯上面，形成一個電路外包磁路的感應方式，在變壓器磁芯中產生感應電動勢以傳遞電能來達到變壓器的工作目的。如圖1、圖2就是示意了一種交流升壓變壓器10的結構，圖中11為磁芯，形狀為一開口向上的「E」字型，12為軛，13、14分別為初、次級線圈，其中，磁芯11及軛均是由許多相同截面形狀的矽鋼薄片相疊而成。這種變壓器的磁力線15的方向見圖3所示，由於線圈的兩個側面是裸露在磁芯的外面，因此游離的磁力線利用率低形成浪費，這是一種較為典型的「電路包圍磁路」結構。一般的升降壓變壓器均是採用這種結構，如微波爐、工具機、大功率泛光光源的升降壓變壓器，其輸入電壓是220V，輸出電壓為千伏級。這類升壓變壓器的缺點是，線圈兩側的部分磁場不能充分利用，漏磁較大，導致變壓器的效率低，並且變壓器的體積大，成本上也造成較大的浪費。
發明內容
本實用新型的目的是針對傳統的升降壓變壓器存在的上述缺點，提出一種磁轉換效率高、體積小、成本低的單相交流升降壓變壓器。
為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案，該單相交流升降壓變壓器包括磁芯、磁軛、初級線圈、次級線圈，其特徵在於所述的磁芯為一中心具有凸臺、四周設置側邊的「回型」體，「回型」體的凸臺與四周側邊之間形成凹槽，「回型」體的上端面開口、下端面封閉；所述初級線圈和次線線圈疊放於磁芯的凸臺與四周側邊形成的凹槽內；所述磁軛蓋合於磁芯的上端面。
所述的磁芯的「回型」體的四周側面為直面，磁芯的四對角留有對稱缺口；所述的初級線圈和次級線圈呈方形。
所述的磁軛呈一「十字」型。
所述的磁芯由縱向矽鋼薄片相疊而成；所述的磁軛由縱向矽鋼薄片相疊而成。
所述的磁芯的「回型」體的側面呈圓弧面，磁芯的延直徑方向的四對角留有對稱缺口；所述的磁芯凸臺呈圓柱狀，磁芯的側面與凸臺之間形成圓形凹槽；所述的初級線圈和次級線圈呈圓形。
所述的磁軛的形狀呈圓盤狀，其延直徑方向的四對角留有對稱缺口。
所述的磁芯由縱向矽鋼薄片相疊而成；所述的磁軛由縱向矽鋼薄片相疊而成。
在本實用新型的升降壓變壓器中，將磁芯設計為一中心具有凸臺、四周設置側邊的「回型」體，「回型」體的凸臺與四周側邊之間形成凹槽，將初級線圈和次線線圈就疊放於磁芯的凹槽內，並將磁軛蓋合於磁芯的上端面。因此，磁芯和磁軛將初級線圈和次級線圈全部包絡於內，磁芯、磁軛所產生的磁場基本上不存在漏磁現象，各方向的磁場均得到了充分的利用。與傳統的交流升降壓變壓器相比，本實用新型的升降壓變壓器磁損少，磁轉換效率得到了較好地提高，在設定條件相同的情況下，磁芯的截面積和線圈繞組少、溫升低，從而降低了變壓器製作的原材料所需的成本，減少了體積和重量，並且提高了變壓器的效率。
圖1為傳統的升降壓變壓器結構示意圖。
圖2為傳統的升降壓變壓器結構分介示意圖。
圖3為傳統的升降壓變壓器磁力線方向示意圖。
圖4為本實用新型升降壓變壓器結構示意圖。
圖5為本實用新型升降壓變壓器結構分介示意圖。
圖6、圖7分別為本實用新型磁軛、磁芯的縱向矽鋼薄片相疊示意圖。
圖8本實用新型升降壓變壓器磁力線方向示意圖。
圖9為本實用新型升降壓變壓器另一結構示意圖。
圖10為本實用新型升壓變壓器另一結構的磁力線方向示意圖。
具體實施方式
為進一步說明本實用新型的上述目的、技術方案和效果，以下通過實施例結合上述各圖對本實用新型進行詳細的描述。
請參閱圖4、圖5所示，本實用新型的單相交流升降壓變壓器20包括磁芯21、磁軛22、初級線圈23、次級線圈24。
所述的磁芯21為一中心具有凸臺211、四周設置側邊212的「回型」體，「回型」體的凸臺211與四周側邊212之間形成凹槽213，「回型」體的上端面開口、下端面封閉。
所述初級線圈23和次線線圈24疊放於磁芯的凸臺與四周側邊形成的凹槽213內。
所述磁軛22蓋合於磁芯21的上端面。
圖4、圖5所示意的磁芯20的四周側面均為直面，磁芯20的四對角留有對稱缺口214，置於其中的初級線圈23和次級線圈23則呈方形。
相應地磁軛22則呈一「十字」型，使其正好能蓋合於磁芯21上，在磁軛22的四個對角位置也留有對稱的缺口221，缺口221與磁芯21缺口214相對應。在製作磁芯21和磁軛22時，可將磁軛22和磁芯21分別分割成圖6、圖7的形狀，這樣便於工藝上的加工和製作，磁芯21由若干的縱向矽鋼薄片相疊而成，同樣，磁軛22也由若干縱向矽鋼薄片相疊而成。
作為另一個實施例，請參閱圖9所示，此時，磁芯21的「回型」體的側面呈圓弧面，磁芯21的延直徑方向的四對角留有對稱缺口。磁軛22的形狀呈圓盤狀，磁軛22的延直徑方向的四對角也留有對稱缺口，該缺口與磁芯21上的缺口相對應。
在該實施例中，磁芯21凸臺則呈圓柱狀，磁芯22的側面與凸臺之間形成圓形凹槽，由於基於前一實施例的變壓器相類似的結構，凹槽及凸臺在圖9中就沒有示意出。
相應地，所述的初級線圈23、和次級線圈24則呈圓形。
在製作時，所述的磁芯21由若干縱向矽鋼薄片相疊而成；所述的磁軛22由若干縱向矽鋼薄片相疊而成。
請最後參圖8、圖10所示，從這兩幅圖中可以看出，磁力線25基本上沒有浪費，而不像傳統的變壓器的兩側邊的磁力線沒有被充分利用，顯然，本實用新型的變壓器的兩側邊的磁力線均被充分利用，基本上沒有漏磁現象，從法拉第公式V＝-N(dΦ/dt)＝-NBAω可以佐證本實用新型的變壓器的轉換效率，式中，V為產生的電壓，N為線圈匝數，dΦ/dt為變化的磁場，B為磁場強度，A為磁體截面積，可知電壓V與磁場強度B、磁體截面積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，線圈的匝數和磁芯的截面積的乘積是一個設計的常數，磁場強度越大，所產生的電壓越大，磁體截面積越大，所產生的電壓也越大，磁轉換效率也越高。
下面再通過參閱下表，以格蘭仕WP900微波爐為例，來說明以利用本實用新型的變壓器的微波爐以及利用傳統變壓器的微波爐的性能指標，
通過該表所例出的參數可以看出，在保證微波爐的其它性能指標不變的情況下，新微波爐的線圈、鐵芯、以及微波爐的重量均大大降低，這更能進一步說明本實用新型變壓器的優越性。
本實用新型的升降壓變壓器可以依據上述思想，可以將變壓器的磁芯和磁軛設計呈不同的形狀，當然，本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，而並非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質精神範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型權利要求書的範圍內。
權利要求1.一種單相交流升降壓變壓器，該變壓器包括磁芯、磁軛、初級線圈、次級線圈，其特徵在於所述的磁芯為一中心具有凸臺、四周設置側邊的「回型」體，「回型」體的凸臺與四周側邊之間形成凹槽，「回型」體的上端面開口、下端面封閉；所述初級線圈和次線線圈疊放於磁芯的凸臺與四周側邊形成的凹槽內；所述磁軛蓋合於磁芯的上端面。
2.如權利要求1所述的單相交流升降壓變壓器，其特徵在於所述的磁芯的「回型」體的四周側面為直面，磁芯的四對角留有對稱缺口；所述的初級線圈和次級線圈呈方形。
3.如權利要求2所述的單相交流升降壓變壓器，其特徵在於所述的磁軛呈一「十字」型。
4.如權利要求1-3任一項所述的單相交流升降壓變壓器，其特徵在於所述的磁芯由縱向矽鋼薄片相疊而成；所述的磁軛由縱向矽鋼薄片相疊而成。
5.如權利要求1所述的單相交流升降壓變壓器，其特徵在於所述的磁芯的「回型」體的側面呈圓弧面，磁芯的延直徑方向的四對角留有對稱缺口；所述的磁芯凸臺呈圓柱狀，磁芯的側面與凸臺之間形成圓形凹槽；所述的初級線圈和次級線圈呈圓形。
6.如權利要求5所述的單相交流升降壓變壓器，其特徵在於所述的磁軛的形狀呈圓盤狀，其延直徑方向的四對角留有對稱缺口。
7.如權利要求5或6所述的單相交流升降壓變壓器，其特徵在於所述的磁芯由縱向矽鋼薄片相疊而成；所述的磁軛由縱向矽鋼薄片相疊而成。
專利摘要本實用新型公開了一種單相交流升降壓變壓器，在該變壓器中，將磁芯設計為一中心具有凸臺、四周設置側邊的「回型」體，「回型」體的凸臺與四周側邊之間形成凹槽，將初級線圈和次線線圈就疊放於磁芯的凹槽內，並將磁軛蓋合於磁芯的上端面。因此，磁芯和磁軛將初級線圈和次級線圈全部包絡於內，磁芯、磁軛所產生的磁場基本上不存在漏磁現象，各方向的磁場均得到了充分的利用。與傳統的交流升壓變壓器相比，該變壓器磁損少，磁轉換效率得到了較好地提高，在設定條件相同的情況下，磁芯的截面積和線圈繞組少、溫升低，從而降低了變壓器製作的原材料所需的成本，減少了體積和重量，並且提高了變壓器的效率。
文檔編號H01F30/10GK2681303SQ20032012291
公開日2005年2月23日 申請日期2003年12月29日 優先權日2003年12月29日
發明者張可南, 張乃銚 申請人:張乃銚