[发明专利]变压器以及变压系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压器，尤其涉及一种利用线材将缠绕有带状的导体部件的多个线圈磁性结合的结构的变压器。而且，本发明还涉及将多个这种变压器串联的变压系统。

背景技术

变压器也被称为变量器或转换器(transformer)，是将在一次线圈流动的电能利用电磁感应传导到二次线圈的部件，其不仅用于电气产品、电子产品，还被广泛用于电力系统等。这种变压器一般具备：一次线圈、二次线圈以及铁芯，所述一次线圈以及二次线圈均通过在所述铁芯上缠绕例如具有绝缘被覆的剖面为圆形、角形的软铜线而构成，所述铁芯例如通过将多个薄的硅(ケイ素)钢板层叠而构成，并作为利用电感将一次线圈和二次线圈相互结合的磁性电路而发挥作用。

对于这种以往的一般变压器，由于为了降低所谓涡电流损失(铁损)而通过层叠多个薄硅钢板构成铁芯，所以需要组装铁芯的工序，从而在提高生产效率方面已到了极限。因此，在专利文献1中提出一种小型电源变压器，在该变压器中，为了替代电磁钢带，而将与电磁钢带同样将硅等进行浸硅添加处理后的方向性硅钢板以及被赋予与钢带同样的磁性特性的线材用于形成铁芯(core)。所述线材是，将电磁钢带的原始钢材进行轧制和拉拔加工以成形为线材并且通过反复进行硅等浸硅添加处理以及退火处理等构成的、在轧制拉拔方向具有良好的磁性特性的方向性电磁钢线。而且，在专利文献1中，对于卷起成圆环状的圆轮形状并将其一对两侧挤压而形成了直线部分的所述电磁钢线的铁芯，在所述一对两侧的直线部分分别使用分割为两部分的卷线轴来卷绕线圈而构成所述小型电源变压器。

专利文献1：日本特开2008-072070号公报

但是，由于这种以往的变压器是通过缠绕具有绝缘被覆的剖面为圆形、角形的软铜线而构成线圈的，所以其空间利用率低，并且为了保持线圈形状而需要使用线圈线轴(卷线轴)。

发明内容

本发明是鉴于所述事实而完成的，其目的在于提供一种能够提高空间利用率且不要线圈线轴的变压器以及将多个该变压器串联连接的变压系统。

本发明的发明人经过各种研究，得出了利用如下的发明实现所述目的的结论。即，根据本发明的一个方面的变压器，其特征在于具备：多个线圈；磁性结合部件，其用于将所述多个线圈磁性结合；所述多个线圈是通过将夹着绝缘材料重叠的带状的多个导体部件卷绕成该导体部件的宽度方向沿着该线圈的轴向而构成的；所述磁性结合部件为由磁性体材料构成的线材，并被配置在所述多个线圈的外侧。而且，在这种结构的变压器中，优选：所述多个线圈内置于所述磁性结合部件。另外还优选：所述多个线圈的外周遍及整周地被所述磁性结合部件覆盖。

根据这种结构，由于多个线圈由带状的导体部件构成，所以能够提高空间利用率，另外，由于线圈的形状稳定，所以无需线圈线轴。而且，由于磁性结合部件为线材且被配置在多个线圈的外侧，所以能够通过卷绕线材形成磁性结合部件，从而能够进一步提高生产效率。

另外，当多个线圈内置于磁性结合部件时，由于磁性结合部件被配置成从外部包围多个线圈以将其包在其内，从而无需在磁性结合部件上卷绕线圈，因此更容易制造并能够进一步提高生产效率。

另外，在其他的形式中，在所述的变压器中，其特征在于，所述磁性结合部件的线材被配置成其长度方向大致沿着向所述多个线圈中的规定线圈供给交流电时在所述规定线圈中形成的磁通的方向。

磁性结合部件的线材与利用被供给了交流电的线圈而形成的磁通交叉的次数越多其磁阻越大，其结果是使其磁性结合功能受损。因此，磁性结合部件的线材优选被配置成其长度方向尽可能沿着所述磁通的方向。在这种结构中，由于磁性结合部件的线材配置成其长度方向大致沿着所述磁通的方向，从而降低与所述磁通交叉的次数，因此降低磁阻。所述“大致沿着”是指，磁性结合部件的线材的长度方向实质上沿着所述磁通的方向，磁性结合部件的线材的长度方向与所述磁通的方向所成的角度θ满足-10°≤θ≤+10°的情况，优选：-7°≤θ≤+7°，更加优选：-5°≤θ≤+5°。

另外，在另一形式中，这些上述的变压器中，其特征在于，所述变压器还具备中心部铁芯部件，该中心部铁芯部件由磁性体材料构成，被配置在所述多个线圈的最小内径内且与所述磁性结合部件磁性结合。

根据该结构，由于具备中心部铁芯部件，所以通过将该中心部铁芯部件作为多个线圈的缠绕芯，并作为所述磁性结合部件的线材的缠绕芯，能够提高生产效率。

另外，在其他形式中，在这些上述的变压器中，其特征在于，所述多个线圈为双饼结构。