專利名稱：耐6kv以上浪涌電壓的小型變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種小型變壓器。
通常的小型變壓器的初，次級(jí)繞組都是繞在同一個(gè)骨格上，彼此之間加上一層或二層靜電屏蔽；也有的小型變壓器的初，次級(jí)繞組分別繞在二個(gè)骨格上，但初級(jí)繞組不分段；即使初級(jí)繞組分段，它也沒有采取對(duì)浪涌電壓的均壓措施，它只是作為220V和110V的變換用。因此，現(xiàn)有的小型變壓器不能承受6KV的浪涌電壓。
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)AC/DC變換的主要器件之一的變壓器的耐壓提出相當(dāng)高的要求，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，使用于各級(jí)電網(wǎng)中的儀表(主要是電度表)內(nèi)的小型變壓器除了能承受歷時(shí)一分鐘的2KV正弦50HZ的耐壓試驗(yàn)外，還必須在線間和線對(duì)地之間承受10次6KV的浪涌電壓沖擊。對(duì)于第一個(gè)要求，現(xiàn)有的小型變壓器都能滿足，但對(duì)第二個(gè)要求，現(xiàn)有的小型變壓器不能滿足。一種可行的方案是加強(qiáng)層間絕緣，但這勢(shì)必顯著增加變壓器的體積，以致這樣的變壓器無法按裝在通常的(單相或三相)電度表內(nèi)。
除此之外，對(duì)使用單片機(jī)的智能化儀表，還要保證整個(gè)系統(tǒng)能承受歷時(shí)一分鐘的2KV電快速脈沖的干擾。通常的抗干擾措施是加接電源濾波器和在變壓器的初，次級(jí)繞組之間加靜電屏蔽，但是電源濾波器會(huì)產(chǎn)生升壓，一般的升壓范圍是1.1到1.2倍，從而使單片機(jī)供電的變壓器在做6KV浪涌電壓試驗(yàn)時(shí)，其實(shí)際承受的電壓為6.6KV到7.2KV。在有體積和成本限制的前提下，制作滿足這樣高的耐壓要求的小型變壓器幾乎是不可能的。
鑒于上述情況，本實(shí)用新型提供一種初級(jí)繞組分段并采取對(duì)浪涌電壓的均壓措施的小型變壓器，同現(xiàn)有的小型變壓器相比，它的優(yōu)點(diǎn)是不但能承受7.5KV線間的浪涌電壓沖擊，6KV的線和地之間的浪涌沖擊，而且也有效地抑制2KV電快速脈沖的干擾；此外，它只需通常的制造工藝，且其體積適合于按裝在通常的(單相或三相)電度表內(nèi)。從而滿足有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
本實(shí)用新型的任務(wù)是以如下方式完成的把變壓器的初級(jí)繞組分為N段(一般是2段，不大于8段)，并對(duì)它們采取對(duì)浪涌電壓的均壓措施，保證各段之間嚴(yán)格一致，而后把這N段繞組適當(dāng)?shù)卮?lián)起耒，使得這N段繞組各自所產(chǎn)生的磁通對(duì)次級(jí)繞組是相加的(即按同名端串聯(lián))，必要時(shí)對(duì)每段外接均壓元件，以使每段繞組上的電壓為浪涌電壓的1/N。由于采用常規(guī)絕緣措施的變壓器的一個(gè)初級(jí)繞組能承受4.2KV到4.5KV的浪涌電壓，因此把初級(jí)繞組分為2段時(shí)，理論上可以承受8.4KV到9KV的浪涌電壓。但實(shí)際上由于對(duì)浪涌電壓的所有均壓措施不可能使各段完全符合使每段上承受的電壓為外加浪涌電壓的1/N這一理想條件，一般有10％-20％的不均勻性，即使這樣，采用常規(guī)絕緣措施也能制作出能承受7.6-8.1KV(10％不均勻性)的浪涌電壓的小型變電器。
本實(shí)用新型的初，次級(jí)繞組之間設(shè)置靜電屏蔽層，通常為1-2層，最多不超過4層，從而保證有效地抑制2KV電快速脈中的干擾。靜電屏蔽層的設(shè)置與否對(duì)變壓器能不能耐6KV以上的浪涌電壓不產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響。


圖1是采用一個(gè)C型鐵芯的本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖2是采用二個(gè)C型鐵芯或一個(gè)E型鐵芯的本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖3是采用二個(gè)C型分離鐵芯的本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的剖視圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
參照附圖，變壓器的初級(jí)繞組分為二段[1]和[2]，分別繞在骨格[6]和[7]上，次級(jí)繞組[3]繞在骨格[8]上，[5]為靜電屏蔽層，一般為一到二層，[4]為鐵芯組件，圖1是由一個(gè)C型鐵芯提供的二柱鐵芯，圖2是由二個(gè)C型鐵芯或一個(gè)E型鐵芯提供的三柱鐵蕊，圖3是采用二個(gè)C型分離鐵芯的情況。骨格和繞組之間，繞組的外面，繞組的層間，繞組和靜電屏蔽之間都有由優(yōu)質(zhì)絕緣材料構(gòu)成的絕緣層[9]，P11，P12是第1段初級(jí)繞組的引出線，P21，P22是第2段初級(jí)繞組的引出線，把這2段繞組適當(dāng)?shù)卮?lián)起耒，使得這2段繞組各自所產(chǎn)生的磁通對(duì)次級(jí)繞組是相加的(即按同名端相聯(lián)接)。S1，S2是次級(jí)繞組的引出線。二段初級(jí)繞組的每層匝數(shù)，各自的總匝數(shù)都要相等，層間所用的絕緣層材料和厚度都要相同，從而使二段繞組電磁性能完全一致。此外，必要時(shí)，在P11和P12及P21和P22之間還要外接均壓元件[11]，對(duì)圖2和圖3的情況，二個(gè)C型鐵芯性能也要一致。
初級(jí)繞組也可以分為更多的段，但從工藝上考慮，不宜大于八段。在初級(jí)繞組分為N段時(shí)，對(duì)各段繞組的要求及聯(lián)接方法和分為二段時(shí)相同，即要使N段繞組電磁性能完全一致。同樣，對(duì)圖2和圖3的情況，二個(gè)C型鐵芯性能也要一致。
在非分離鐵芯情況，次級(jí)繞組無需分段，它是否分段對(duì)于本實(shí)用新型不產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響；只有在分離鐵芯時(shí)，由于變壓器原理它才需要按初級(jí)段數(shù)或其它數(shù)值分段。
權(quán)利要求1.一種耐6KV以上浪涌電壓的小型變壓器，包括初級(jí)繞組[1]，[2]及其骨格[6]，[7]；次級(jí)繞組[3]及其骨格[8]；鐵蕊組件[4]；繞組間靜電屏蔽層[9]；絕緣層[5]；外接均壓元件[11]。本實(shí)用新型的特征在于初級(jí)繞組分為N段，N取值為2到8，各段繞組適當(dāng)?shù)卮?lián)，除在制作時(shí)采用保證各段電磁性能一致的均壓措施外，必要時(shí)再外接均壓元件，初次級(jí)繞組不在同一個(gè)骨格上，初次級(jí)繞組之間有靜電屏蔽層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐6KV以上浪涌電壓的小型變壓器，其特征在于初，次級(jí)繞組在同一骨格上且初次級(jí)繞組之間有靜電屏蔽層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐6KV以上浪涌電壓的小型變壓器，其特征在于分段的初級(jí)繞組分別置于分離的鐵芯上，此時(shí)次級(jí)繞組亦分段，各初次級(jí)繞組不在同一個(gè)骨格上，初次級(jí)間有靜電屏蔽層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐6KV以上浪涌電壓的小型變壓器，其特征在于分段的初級(jí)繞組分別置于分離的鐵芯上，此時(shí)次級(jí)繞組亦分段，各初次級(jí)繞組在同一個(gè)骨格上，初次級(jí)間有靜電屏蔽層。
專利摘要一種小型變壓器，其特征是初級(jí)繞組由等分為2段或2段以上(不超過8段)的繞組串聯(lián)而成，各段之間采用均壓措施；初次級(jí)繞組之間設(shè)有靜電屏蔽；初級(jí)繞組和次級(jí)繞組可在同一個(gè)骨格上，也可不在同一骨格上；變壓器的鐵芯可以合在一起，也可以是分離的，即使它的制作采用常規(guī)工藝，它也能承受6KV以上的浪涌電壓和有效地抑制電快速脈沖的干擾，而且其體積適合于放置在現(xiàn)有規(guī)格的電度表內(nèi)。
文檔編號(hào)H01F30/06GK2253865SQ9522141
公開日1997年5月7日 申請(qǐng)日期1995年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月1日
發(fā)明者施大申, 施源 申請(qǐng)人:施大申, 施源