專利名稱：無骨架線圈電子變壓器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電工、電子技術領域的中小容量變壓器和電抗器，尤其涉及裝備無骨架線圈并且主要用于電子裝置的工頻和中頻電源變壓器。
現有技術500伏以下電壓等級的中、小容量電源變壓器以及其他各種電子變壓器，其基本結構形式都是數組線圈繞于絕緣骨架上，再插入多片硅鋼片構成疊片磁心，烘干后用絕緣漆整體浸漬。取材適當并且設計合理的絕緣骨架不僅方便了繞制線圈，而且令線圈對磁心的電絕緣比較容易達到要求。常用的線圈骨架如

圖1所示，用工程塑料注塑或模壓成型，有時也用鋼紙板或環氧樹脂玻璃布板片材拼裝鑲嵌而成。
絕緣骨架用于繞制變壓器和電抗器線圈，從另一個角度看，卻嚴重阻礙了變壓器整體技術經濟指標的提高。首先，線圈骨架的壁厚，由于繞線的強度要求和線圈對磁心電絕緣的要求，無論是立柱壁厚δ1還是端板厚度δ2，都是一個不能忽視的尺寸，它們明顯地擠占磁心窗口面積，尤其是對于十幾伏安至二三百伏安的變壓器，見圖2。相對于采用不用骨架繞制的線圈，如果所用漆包銅線直徑相同，會令它至少少繞10-20％線匝，也就是說，變壓器比它應該達到的容量少了20％；其次，線圈骨架是電絕緣的，當然也是導熱不良的，其壁厚δ形成不可忽視的熱阻，嚴重妨礙線圈工作時產生的熱量通過磁心逸散，限制了變壓器可使用的電流密度，令其容量相比可能達到的水平又降低一些；再次，線圈骨架令線圈平均匝長增加，耗銅增多，加上生產線圈骨架的模具價格昂貴，因而提高了整個變壓器的成本；最后，有限品種規格的線圈骨架妨礙了對于磁心硅鋼片疊厚的自由選擇，使得變壓器的電磁設計無法達到最佳技術經濟指標，而且，物料部門要多準備這樣一類零件，有時供應不及時還會拖長變壓器的生產周期，令綜合生產成本上升。
本實用新型的目的在于避免上述現有技術的不足之處而提供一種裝備無骨架線圈的電子變壓器。取消線圈骨架，在胎具上用復合絕緣箔或單一聚合物薄膜折疊形成最內層底絕緣及部分端部絕緣，直接繞漆包銅線于其上，制成脫胎線圈，在包裹外絕緣后作浸漬處理，或者再插入硅鋼片擠緊后作整體浸漬處理。這樣制成的無骨架線圈電子變壓器，由于充分利用磁心窗口面積，因而可以多繞線匝或改用較粗漆包銅線繞制線圈，以及因為大大減少線圈的熱傳導阻力，從而顯著提高變壓器的整體技術經濟指標，使得同樣容量和同樣電壓等級的變壓器或電抗器能夠比較現有技術產品占有較低的重量和較小的體積，生產成本自然也就更低一些。還有很重要的一點是，按照本實用新型這樣制成的產品，由于線圈最里面的底絕緣層很薄，而且緊貼磁心柱體，散熱甚快，在變壓器因短路或過負載燒毀線圈時，底絕緣層仍保持完好，不會因為線圈骨架過熱熔化導致磁心直接接觸線圈而漏電，明顯提高了安全使用性能。
本實用新型的目的可以通過采用以下技術方案來實現設計制造一種無骨架線圈電子變壓器，包括磁心、初級線圈和次級線圈，還包括緊貼各磁心柱體表面的線圈內絕緣層，并且A.初級線圈和次級線圈分別位于磁心的不同柱體表面的兩線圈內絕緣層以及底絕緣層上，該兩內絕緣層經折邊后分別成為初級線圈的內絕緣層和次級線圈的內絕緣層，而且初級線圈和次級線圈的最外層還各自包覆了線圈間絕緣；或者B.初級線圈和次級線圈位于磁心的同一柱體上，初級線圈在內層，在該柱體表面的線圈內絕緣層以及底絕緣層上，該內絕緣層經折邊后成為初級線圈的內絕緣層，其外再有線圈間絕緣，然后是次級線圈直接繞于其上或是再敷設底絕緣層后繞于其上；還可以是次級線圈及其底絕緣層和內絕緣層套裝在線圈間絕緣外面，然后是外絕緣層，并且最外層有總的外包絕緣；或者C.初級線圈和次級線圈位于磁心同一柱體的不同部位，分別繞于其表面的兩線圈內絕緣層以及底絕緣層上，該兩線圈內絕緣層經折邊后分別成為初級線圈和次級線圈的內絕緣層，并且它們的外面還分別有外包絕緣。無論是上述形式A還是形式B或C。初級線圈和次級線圈的各處空隙都有絕緣漆或樹脂填充。
附圖的圖面說明如下圖1是現有技術變壓器線圈骨架的立體示意圖；圖2是現有技術線圈骨架擠占磁心窗口的示意圖；圖3是本實用新型變壓器無骨架線圈最佳實施例的立體剖視示意圖；圖4是使用心式磁心最佳實施例的主視半剖視示意圖；圖5是使用殼式磁心并要求較大短路電抗的最佳實施例主視半剖視示意圖；圖6是本實用新型變壓器線圈各轉角搭接過渡處81內絕緣層內側粘貼壓敏絕緣膠帶818的示意圖。
以下結合附圖所示各最佳實施例作進一步詳述本實用新型無骨架線圈電子變壓器，如圖3至圖5所示，包括磁心1或2、初級線圈5和次級線圈6，還包括緊貼磁心1或2的柱體11、12或22表面的線圈內絕緣層35或36，并且A.如圖4所示，初級線圈5和次級線圈6分別位于磁心1不同柱體11和12表面的兩線圈內絕緣層35、36以及底絕緣層54和64上，該兩內絕緣層35、36經折邊后分別成為初級線圈5的內絕緣層53和次級線圈6的內絕緣層63，而且初級線圈5和次級線圈6的最外層還各自包覆了線圈間絕緣56和66；或者B.如圖3所示，初級線圈5和次級線圈6位于磁心2的同一柱體22上，初級線圈5在內層，在柱體22表面的線圈內絕緣層35以及底絕緣層54上，該內絕緣層35經折邊后成為初級線圈5的內絕緣層53，其外再有線圈間絕緣56，然后是次級線圈6直接繞于其上或是再敷設底絕緣層64后繞于其上；還可以是次級線圈6及其底絕緣層64和內絕緣層63套裝在線圈間絕緣56外面，然后是外絕緣層8，并且最外層有總的外包絕緣9；或者C.如圖5所示，初級線圈5和次級線圈6位于磁心2同一柱體22的不同部位，分別繞于其表面的線圈內絕緣層35、36以及底絕緣層54和64上，該內絕緣層35經折邊后成為初級線圈5的內絕緣層53，內絕緣層36經折邊后成為次級線圈6的內絕緣層63，該兩內絕緣層53和63的外面還分別有外包絕緣57和67；無論是上述形式A還是形式B或C，初級線圈(5)和次級線圈(6)的各處空隙都有絕緣漆或樹脂填充。
上述三種形式的線圈都是用漆包銅線直接繞在內絕緣層加底絕緣層上，不用任何線圈骨架。形式A是一般心式磁心的情況，形式B是EI型、ED型殼式磁心的情況，同時也是CD型、三相CD型和三相E形等心式磁心常用的線圈結構。形式C是要求較高短路電抗的殼式磁心的情況，常用作逆變器的輸出變壓器。其中所述磁心1或2包括硅鋼片和各種鎳合金疊片磁心或卷繞磁心，以及鐵氧體磁心。
本實用新型無骨架線圈無論是所述初級線圈5還是次級線圈6，其中絕緣銅導線51各層之間以及銅導線61各層之間，視銅導線的絕緣強度情況，還可以再有層間絕緣7，通常用電纜紙，也可以一層疊一層直接繞制而不用層間絕緣。本實用新型所用絕緣材料，在圖3至圖5中，底絕緣層54或64是一種復合箔或單一聚合物薄膜，如聚酯薄膜、聚酰亞胺薄膜和聚四氟乙烯薄膜，或者是壓敏絕緣膠帶，或者是電纜紙或其它纖維絕緣材料，如電容器紙、聚酯纖維紙。線圈間絕緣56和66采用聚酯薄膜或壓敏絕緣膠帶。至于總的外包絕緣9，則包括電纜紙和聚酯薄膜，或者是絕緣膠帶。
為保證對磁心足夠的絕緣強度，見圖6，初級線圈5的內絕緣層53和次級線圈6的內絕緣層63，以及初、次級線圈共同的外絕緣層8，它們的各轉角搭接處81內絕緣層內側貼有1至3層壓敏絕緣膠帶818。除此之外，初級線圈5的內絕緣層53和次級線圈6的內絕緣層63，以及初、次級線圈共同的外絕緣層8，它們的外側上下邊533、633和833處還要各往中間部位翻折2毫米以上。
同現有技術相比較，本實用新型變壓器的突出優點在于在同樣電壓等級和同樣容量的情況下，可以縮小體積和減輕重量各20％以上，生產成本降低，使用安全性提高。
權利要求1.一種無骨架線圈電子變壓器，包括磁心(1)或(2)、初級線圈(5)和次級線圈(6)，其特征在于還包括緊貼磁心(1)或(2)的柱體(11)、(12)或(22)表面的線圈內絕緣層(35)或(36)，并且A.初級線圈(5)和次級線圈(6)分別位于磁心(1)不同柱體(11)和(12)表面的兩線圈內絕緣層(35)、(36)以及底絕緣層(54)和(64)上，該兩內絕緣層(35)、(36)經折邊后分別成為初級線圈(5)的內絕緣層(53)和次級線圈(6)的內絕緣層(63)，而且初級線圈(5)和次級線圈(6)的最外層還各自包覆了線圈間絕緣(56)和(66)；或者B.初級線圈(5)和次級線圈(6)位于磁心(2)的同一柱體(22)上，初級線圈(5)在內層，在柱體(22)表面的線圈內絕緣層(35)以及底絕緣層(54)上，該內絕緣層(35)經折邊后成為初級線圈(5)的內絕緣層(53)，其外再有線圈間絕緣(56)，然后是次級線圈(6)直接繞于其上或是再敷設底絕緣層(64)后繞于其上；還可以是次級線圈(6)及其底絕緣層(64)和內絕緣層(63)套裝在線圈間絕緣(56)外面，然后是外絕緣層(8)，并且最外層有總的外包絕緣(9)；或者C.初級線圈(5)和次級線圈(6)位于磁心(2)同一柱體(22)的不同部位，分別繞于其表面的線圈內絕緣層(35)、(36)以及底絕緣層(54)和(64)上，該內絕緣層(35)經折邊后成為初級線圈(5)的內絕緣層(53)，內絕緣層(36)經折邊后成為次級線圈(6)的內絕緣層(63)，該兩內絕緣層(53)和(63)的外面還分別有外包絕緣(57)和(67)；無論是上述形式A還是形式B或C，初級線圈(5)和次級線圈(6)的各處空隙都有絕緣漆或樹脂填充。
2.按照權利要求1所述的無骨架線圈電子變壓器，其特征在于無論是所述初級線圈(5)還是次級線圈(6)，其中絕緣銅導線(51)各層之間，以及銅導線(61)各層之間并再有層間絕緣(7)。
3.按照權利要求1所述的無骨架線圈電子變壓器，其特征在于所述底絕緣層(54)或(64)，是一種復合箔或單一聚合物薄膜，或者是絕緣膠帶，或者是電纜紙或其它纖維絕緣材料。
4.按照權利要求1所述的無骨架線圈電子變壓器，其特征在于所述線圈間絕緣(56)和(66)是一種聚酯薄膜或絕緣膠帶。
5.按照權利要求1所述的無骨架線圈電子變壓器，其特征在于所述總的外包絕緣(9)包括電纜紙和聚酯薄膜，或者是絕緣膠帶。
6.按照權利要求2所述的無骨架線圈電子變壓器，其特征在于所述銅導線(51)各層之間以及銅導線(61)各層之間的層間絕緣(7)是電纜紙。
7.按照權利要求1所述的無骨架線圈電子變壓器，其特征在于初級線圈(5)的內絕緣層(53)和次級線圈(6)的內絕緣層(63)，以及初、次級線圈共同的外絕緣層(8)，它們的各轉角搭接過渡處(81)內絕緣層內側貼有1至3層壓敏絕緣膠帶(818)。
8.按照權利要求1所述的無骨架線圈電子變壓器，其特征在于初級線圈(5)的內絕緣層(53)和次級線圈(6)的內絕緣層(63)，以及初、次級線圈共同的外絕緣層(8)，它們的外側上下邊(533)、(633)和(833)處各往中間部位翻折2毫米以上。
9.按照權利要求1所述的無骨架線圈電子變壓器，其特征在于所述磁心(1)或(2)包括硅鋼片和各種鎳合金疊片磁心或卷繞磁心，以及鐵氧體磁心。
專利摘要一種無骨架線圈電子變壓器,包括磁心1或2、初級線圈5和次級線圈6,其緊貼磁心柱體11、12或22表面的是線圈內絕緣層35或36,以及底絕緣層54和64。這些絕緣層通常由復合箔或單一聚合物薄膜,或者是壓敏絕緣膠帶,或者是電纜紙或其它纖維絕緣材料構成。內絕緣層53、63以及外絕緣層8,它們的各過渡處81內側貼有1至3層絕緣膠帶818,它們的外側上下邊533、633和833處各往中間部位翻折2毫米以上。所述變壓器比較現有技術產品要輕、小各20%以上,成本降低,使用安全性能提高。
文檔編號H01F30/06GK2358535SQ98235078
公開日2000年1月12日 申請日期1998年9月13日 優先權日1998年9月13日
發明者熊繼光 申請人:深圳市利泰電子有限公司, 熊繼光