[实用新型]一种环形电源变压器

说明书

本实用新型涉及一种环形电源变压器，其改变了环型变压器传统的逐层依次满绕的绕线方式，在绕组每层的起始点和结束点均留出足够的间隙，在铁芯上形成扇形间隔，保证了每层上压差最大的起始点与结束点之间足够的安全距离；同时，在每层的外部均设置层间绝缘，更进一步避免了层间短路；同时，本实用新型结合环形铁芯的制造工艺并增设过流保护片，使得环形电源变压器在制作成本、安全性和使用寿命上均得到了改善，尤其是从根本上解决了绕组层间、匝间短路的问题。

技术领域

本实用新型涉及环形电源变压器生产制造领域，具体的说是一种环形电源变压器。

背景技术

在电子变压器的应用上，环型变压器主要作为电源变压器和隔离变压器使用。环型变压器以其良好的输出特性和抗干扰能力，应用于家电设备和其它技术要求较高的电子设备中。尽管环型变压器的性能好，但是其造价较高，绕制环型变压器所用的铁芯即环型铁芯，是变压器造价高的重要原因。本案申请人于2017年申请并获得授权的名称为“一种环型铁芯”、专利号为“201720350580.6”的实用新型专利完美解决了铁芯造价高的问题，该技术方案通过对废旧硅钢带料、角料进行回收加工，制作复合式的双层卷绕带，卷绕形成环型铁芯，大幅降低了环型变压器的成本。

除了成本问题之外，如何提高环型电源变压器的安全性能成为本行业和本案申请人下一步重点解决的技术难题。为了解决安全问题，本案申请人于2017年申请并获得授权的名称为“一种耐短路、防雷击电源变压器”、专利号为“201720320574.0”的实用新型专利中，通过在变压器的外层设置过流保护片，将过流保护片串连在初级和/或次级绕组上，借助过流保护片的过流保护、自复位、耐大电流的和防雷击优点，当出现线路短路或雷击时，能对被保护的变压器绕组瞬间限流，从而避免了过流损害，实现了耐短路和防雷击的目的，在故障清除后，变压器可自动恢复工作常态，从而实现了循环保护。

尽管通过串接过流保护片能在绕组“过流”时对变压器进行充分保护，但是，并不能解决环型变压器铁芯与相邻绕组的抗电强度（横向绝缘）和初级绕组层与层、匝与匝之间（纵向绝缘）的问题。绕组匝间、层间放电飞弧会破坏绕组与铁芯之间的绝缘层，出现抗电强度（横向绝缘）下降甚至短路。更为严重的是，当绕组匝数较多，短路匝数在合理圈数之内时，变压器电性能仍能正常工作，即绕组少部分匝数短路时并不影响变压器的整体性能和使用。但是，变压器的绕组与铁芯或相邻绕组之间的绝缘层已经在不知不觉中遭到破坏，此时变压器在极大的隐患中继续运行，极易引发安全事故。如何从根本上解决该问题，需要从变压器的制造工艺着手。

传统工艺中，为了满足变压器抗电强度的要求，一般将变压器铁芯浸漆烘干后，然后再按照UL'VDE'GB等国家标准要求的绝缘层数和爬电距离，在铁芯外包覆相应绝缘层，之后再绕制线圈绕组。传统工艺很好的执行了各国国标的要求，但在实际应用过程中，仍有很多用于整机设备后，带载工作以后随着时间延长陆续落机的不良品，经解剖表现的故障原因为：层间或匝间短路飞狐产生的热量，烧穿包覆的绝缘层，从而导致绕组与绕组或铁芯抗电不良，严重时导致绕组自身短路烧毁变压器。

传统工艺只能从理论设计上解决绕组与铁芯之间抗电强度（横向绝缘）的问题，但是，由于环型变压器结构的特殊性，铁芯是在绕组的里面，无法像其它形状的变压器一样，用耐压仪器将耐压不合格的产品检测出来。

另外，更由于现有的绕线工艺和方法仍然会不可避免的在制造过程中（例如：储线、放线、涨力等原因）造成绕组线绝缘膜损伤，因此当变压器工作时，出现邻近铁芯的绕组电磁线层间或匝间短路放电飞弧，从而破坏绕组与铁芯的绝缘问题。也即，传统工艺针对变压器的铁芯绝缘层数来解决问题，但是实践证明，问题往往发生在与铁芯相邻的外层绕组的层间、匝间的纵向绝缘上。因此，除了保证铁芯的绝缘层数外，彻底解决环型变压器这一问题的核心，还需要从绕组的绕制工艺上着手。