專利名稱：線繞磁芯全屏蔽變壓器的制造方法及其產(chǎn)品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于基本電氣元件中變壓器的技術領域。
通常變壓器的鐵芯用硅鋼片迭插，硅鋼帶卷繞或成型鐵氧體制成，而鐵芯和線圈繞組采用不同工藝完成。因此高導磁、低渦流磁芯與線繞線圈工藝之間相容性，及變壓器成品的電磁泄漏一直是困擾變壓器制造者的二大難題。
本發(fā)明目的是提出一種轉換效率高、全屏蔽、磁芯與線圈繞組工藝全兼容的線繞磁芯全屏蔽變壓器的制造方法及其產(chǎn)品。
本發(fā)明目的是這樣實現(xiàn)的一種線繞磁芯全屏蔽變壓器的制造方法，其特征在于在室溫下，在骨架上按照第一層高導磁線材、第二層高導電線材，最外層高導磁線材的磁芯全包裹線圈的包裹關系，順序纏繞高導磁線材及導電線材，來完成的全屏蔽變壓器結構的單一繞線工藝；所述高導磁線材是鉬錳合金或坡膜合金漆包線；所述高導電線材是銅或鋁漆包線。
一種線繞磁芯全屏蔽變壓器，其特征在于由用高導磁線材漆包線繞制磁芯，用高導電線材繞制線圈，用反磁金屬或順磁金屬或順磁非金屬支撐磁芯及線圈的骨架組成全屏蔽結構；所述線圈由磁芯的內外層全封閉包裹，并引出初、次級引線；所述骨架由空芯心軸和左右嵌套的小夾板和大夾板組成；結合附圖，進一步說明本發(fā)明的內容。


圖1本發(fā)明單相變壓器制造工藝流程2本發(fā)明單相變壓器制造工藝流程最終結構3本發(fā)明三相變壓器制造工藝流程4本發(fā)明三相變壓器制造工藝流程最終結構圖變壓器有電壓變換，電流變換，和阻抗變換的三大作用；變壓器的三大性能指標是效率，容量及損耗(包括渦損、銅損、磁滯、漏磁)。要想減少損耗，提高變壓器轉換效率，就得采用高導磁、低渦流的磁(鐵)芯；并且，用磁(鐵)芯屏蔽線圈，以切斷向外輻射的電磁場。
當變壓器的容量確定以后，其磁鐵芯截面積π(γ22-γ12),πγ2(L1-L2),π(γ42-γ32),]]>或π(γ22-γ12),πγ2(L4-3L3)2,π(γ42-γ32),]]>的值也就確定了，于是變壓器也就有了確定的尺寸。
圖1是本發(fā)明單相變壓器的制造工藝流程圖，其分成六個步驟，現(xiàn)分敘如下圖1(a)是帶有左右小夾板的心軸骨架，它用耐高溫涂有絕緣的銅材等反磁金屬或順磁金屬或順磁非金屬等材料制成。
圖1(b)在心軸骨架上用高導磁合金漆包線繞制磁芯內層，其厚度由骨架的小夾板徑向高度而定；并且對合金線二端頭要進行絕緣處理，使其呈開路狀態(tài)；所使用高導磁合金漆包線是鉬錳合金漆包線或坡膜合金漆包線等線材。
圖1(c)線圈繞組。線圈長度小于磁(鐵)芯長度，線圈厚度由匝數(shù)比確定。直接在磁芯居中繞制。線材采用銅或鋁等高導電漆包線，紗包線或絲包線。
圖1(d)用膠粘住套在磁芯內外的線圈繞組，并引出初、次級線圈接線頭。所用膠為萬能膠，環(huán)氧樹脂等膠水。
圖1(e)在心軸的小夾板上嵌套一對大夾板。大小夾板用膠粘接固定。大夾板上設有引線孔。大夾板外徑?jīng)Q定變壓器外徑。
圖1(f)在裝好大夾板形成半成品的空間，繞滿高導磁合金漆包線，一方面填充左右缺口，另一方面包住線圈繞組，最后采取膠粘固定引線頭。其線材與圖1(b)相同，其線頭同樣作絕緣處理，使其呈開路狀態(tài)。這樣，一個變壓器便完成了。成品圖見圖2。另外，可以增加露出引線的外殼。
圖2是本發(fā)明單相變壓器流程圖最終結構圖。左圖是正視剖視圖，右圖是右側視圖。該變壓器由大夾板1，小夾板2和心軸3組成的骨架(無剖面線)，線繞磁芯4(棱形網(wǎng)狀剖面線)，和線圈繞組5(方格網(wǎng)狀剖面線)組成。磁(鐵)芯4的內外層包裹著線圈繞組5，并構成閉合磁路。因此，磁芯即是磁路又起繞組的屏蔽作用。繞組之間，繞組與磁芯之間都要有可靠地絕緣物和電屏蔽層，并呈開路狀態(tài)。
必要時初、次級線圈之間加屏蔽層(薄銅皮或鋁箔)、屏蔽層不能自行短路、并要接地。骨架起機械支撐作用，軸呈空芯狀。該變壓器尺寸由容量等要求確定，不受工藝限制，并且采用唯一的繞線工藝一次完成。變壓器內徑等于骨架心軸的外徑，變壓器的外徑等于大夾板1的外徑。
在整個制造過程中，必須符合下述公式。π(γ22-γ12)=πγ2(L1-L2)]]>=π(γ42-γ32)]]>＝Sc式中符號見圖2， γ0心軸內半徑γ1骨架心軸外半徑γ3線圈外半徑γ2骨架小夾板外半徑 γ4磁芯外半徑(即大夾板外徑)L1線圈長度L2磁芯長度 Sc磁芯截面積高導磁材料線繞閉合磁芯既作屏蔽，又可使變壓器效率大大提高。
因為硅鋼片鐵芯的相對導磁率μγ1＝7.5×103而鉬錳合金的最大相對導磁率范圍6×105～1.2×106，因而取鉬錳合金的鐵芯相對導磁率μγ2＝7.5×105，便實得相對導磁率μγ2＝100μγ1。該公式推導如下推導中的名稱與符號對照表如下導磁率μ 硅鋼片相對導磁率μγ1繞組匝數(shù)N鉬錳合金相對導磁率μγ2繞組銅重Gcu 繞組所占容積Vcu銅損Pcu 磁路平均長度L
初級繞組中空截電流Io功率損耗P損空截電流Io主磁通Φ變壓器容量P鐵芯截面積S鐵芯鐵重GFe鐵芯所占容積VFe鐵損PFe以上(下)相應符號右下角標1的為用現(xiàn)有技術制造變壓器的相應的技術參量符號。相應符號右下角標2的為用線繞磁芯全屏蔽變壓器技術制造變壓器相應的技術參量符號Φ=μNSIoL]]>(當P確定、Φ為常量、Io對Φ不影響)。μ→大N→小、S→小。如果N.S減小比例相同的話，那么我們可知μγ2=100μγ1⇒N2S2=N1S1100⇒N2=N110,]]>S2=S110⇒Gcu2<Gcu110,GFe2<GFe110⇒Pcu2<Pcu110,]]>
Gcu2<Gcu110,GFe2<GFe110⇒Vcu2<Vcu110,VFe2<VFe110]]>⇒V2<V110⇒L1>L2⇒N2≤N1,S2≤S1⇒Gcu2<Gcu1,GFe2<GFe1]]>Pcu2＜Pcu1、PFe2＜PFe1P損2＜P損1圖3圖4是本發(fā)明三相變壓器制造工藝流程圖和結構圖三相變壓器是單相變壓器擴展應用，其結構和制作方法與圖1、圖2所示結構及工藝基本相同。繞制工藝流程見圖3，結構見圖4，唯一不同的就是繞組分為三段，(見圖中，小方格網(wǎng)狀剖面線)，且均勻布置而已。
在制造過程中，也必須符合下述公式π(γ22-γ12)=πγ2(L4-3L3)2]]>=π(γ42-γ32)]]>＝Sc本發(fā)明的優(yōu)點1、由于該變壓器磁(鐵)芯材料采用了導磁性能更優(yōu)的導磁合金，從而降低了單位鐵損和用鐵量GFe、故此種磁(鐵)芯的鐵損PFe也會相應減少。
2、由于磁(鐵)芯中的線路呈開路狀態(tài)、所以渦流無法在磁(鐵)芯中流通。故此種磁(鐵)芯的渦損極小。
3、由于該變壓器的磁(鐵)芯材料采用了導磁性能更好的導磁合金，從而使磁(鐵)芯的磁通密度Bm增大、又因No=1044.44fBmSc]]>所以Bm→大No→小、故線圈繞組的每伏匝數(shù)No就會減小。因此線圈繞組匝數(shù)N也會相應減小、于是銅損Pcu也會相應減少。
4、磁(鐵)芯呈閉合磁路，并屏蔽著線圈繞組，因此基本上消除了電磁泄漏問題。另外，也有效地改善了變壓器的導熱性能。
5、磁(鐵)芯和線圈繞組均為繞制，解決了磁芯與線圖繞組的工藝兼容性問題。
實施例1 單相變壓器，取變壓器內徑γ1＝0.3cm，骨架空心軸厚度＝0.1cm變壓器外徑γ4＝2.8cm， 線圈繞組內徑γ2＝1.3cm，變壓器長度L1＝7.6cm， 線圈繞組外徑γ3＝2.5cm，線圈繞組長度L2＝6.37cm。
大夾板厚度＝0.2cm；用鉬錳合金漆包線繞制磁芯，用銅漆包線繞制線圈繞組。按照圖1圖2工藝流程圖制造成，采用圖2的產(chǎn)品結構。
小容量變壓器的效率可提高30～13％。
實施例2 三相變壓器取變壓器單相長度L3＝1.72cm，三相線圈繞組總長度3L3＝5.16cm，變壓器長度L4＝7.6cm， 大夾板厚度＝0.2cm，其他尺寸同實施例1用鉬錳合金漆包線繞制磁芯，用銅漆包線繞制線圈繞組。
按照圖3圖4工藝流程圖制造，成品采用圖4結構，小容量變壓器的效率可提高30～13％。
權利要求
1.一種線繞磁芯全屏蔽變壓器的制造方法，其特征在于在室溫下，在骨架上按照第一層高導磁線材、第二層高導電線材，最外層高導磁線材的磁芯全包裹線圈的包裹關系，順序纏繞高導磁線材及導電線材，來完成的全屏蔽變壓器結構的單一繞線工藝；
2.根據(jù)權利要求1所述的變壓器，其特征在于所述高導磁線材是鉬錳合金或坡膜合金漆包線；
3.根據(jù)權利要求1所述的變壓器，其特征在于所述高導電線材是銅或鋁漆包線。
4.一種線繞磁芯全屏蔽變壓器，其特征在于由用高導磁線材漆包線繞制磁芯，用高導電線材繞制線圈，用反磁金屬或順磁金屬或順磁非金屬支撐磁芯及線圈的骨架，組成全屏蔽結構；所述線圈由磁芯的內外層全封閉包裹，并引出初次級引線；所述骨架由空芯心軸和左右嵌套的小夾板和大夾板組成；
全文摘要
線繞磁芯全屏蔽變壓器的制造方法及其結構屬于基本電氣元件中變壓器的技術領域。其目的提出一種轉換效率高，全屏蔽、磁芯與線圈繞組工藝全兼容的線繞磁芯全屏蔽變壓器的制造方法及其結構。該方法采用磁芯包裹線圈繞組單一繞線工藝。該變壓器由高導磁線材繞制磁芯，高導電線材繞制線圈，及支撐磁芯和線圈的骨架組成。該變壓器轉換效率高，尺寸縮小，重量減輕。
文檔編號H01F19/00GK1155155SQ96120409
公開日1997年7月23日 申請日期1996年10月24日 優(yōu)先權日1996年10月24日
發(fā)明者李俊鶴 申請人:李俊鶴