一种多磁路变压器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及变压器领域，尤其涉及的是一种多磁路变压器。
[0002]
【背景技术】
[0003] 变压器在额定一次电压（即初级电压)下二次侧（即次级电路)突然发生短路故障， 称为变压器突发短路。变压器突发短路时，一、二次绕组中所流过的电流称为短路电流。短 路电流仅由变压器的自身阻抗和一次侧的线路阻抗来限制。所以变压器在突发短路时的短 路电流很大，有时可达额定电流的20倍以上，其瞬时的冲击峰值电流甚至会超过额定电流 的50倍。短路电流在绕组中产生巨大的电磁力，并传递到组成变压器的结构件上，严重时会 使变压器的相关部件炸开；另一方面，短路电流会引起绕组迅速发热、熔断、起火等故障和 灾害。
[0004] 限制变压器的短路电流大小是变压器制造厂家必须要考虑的，目前的方法大多是 加大变压器的短路阻抗和加装过电流保护开关:前者，用目前的方法加大变压器的短路阻 抗通常会带来另外的隐患，一是成本增加，二是变压器的附加损耗和杂散损耗也相应增加， 有时甚至会超过绕组的直流电阻损耗;后者，加装过电流保护开关无疑会使系统成本增加， 另一方面，保护开关动作不可避免的存在一定的延迟，保护开关不能及时跳开断电，造成变 压器线圈短路起火。
[0005] 因此，现有技术还有待于改进和发展。
[0006]
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种多磁路变压器，旨在解决现有的变压器的短路电流 大，容易引发事故的技术问题。
[0008] 本发明的技术方案如下：一种多磁路变压器，包括铁芯组件和绕接在铁芯组件上 的初级绕组和次级绕组，其中，所述铁芯组件包括至少两个铁芯子件，所述铁芯子件设置有 初级子端和次级端，所述各铁芯子件层叠设置，各铁芯子件的初级子端层叠组成初级端;所 述初级绕组卷绕在初级端上;所述次级绕组数量与铁芯子件数量一致，所述次级绕组绕接 至少一个铁芯子件的次级端。
[0009] 所述的多磁路变压器，其中，所述铁芯组件包括两个铁芯子件和两个次级绕组，所 述两个次级绕组分别绕接在两个铁芯子件的次级端上。
[0010]所述的多磁路变压器，其中，所述铁芯组件包括至少三个铁芯子件和至少三个次 级绕组，所述次级绕组分别单独绕接在各铁芯子件的次级端上，或所述次级绕组同时绕接 至少两个铁芯子件的次级端。
[0011]所述的多磁路变压器，其中，所述铁芯子件为EI形铁芯，各铁芯子件左右排列组合 设置。
[0012] 所述的多磁路变压器，其中，所述铁芯子件为环形铁芯，各铁芯子件上下排列层叠 设置。
[0013] 所述的多磁路变压器，其中，所述多磁路变压器还包括设置在各铁芯子件之间的U 形夹件，各铁芯子件两端通过横锁螺栓穿过铁芯子件端部和U形夹件固定。
[0014] 本发明的有益效果:本发明公开了一种多磁路变压器，通过将主磁通进行分流来 减小变压器的短路电流，适当的铁芯和绕组布置可使变压器的短路电流大幅下降，由传统 的额定电流40倍以上可降为2倍额定电流以内，避免了因变压器次级短路或负载短路引起 变压器自身爆炸、起火等事故和灾害。
[0015]
【附图说明】
[0016] 图1是现有变压器绕组的结构示意图。
[0017] 图2是本发明中多磁路变压器的结构示意图。
[0018] 图3是本发明中多磁路变压器的原理图。
[0019]图4是采用EI形铁芯的多磁路变压器铁芯的结构简图。
[0020]图5是采用环形铁芯的多磁路变压器铁芯的结构简图。
[0021 ]图6是采用EI形铁芯的多磁路变压器铁芯的侧视图。
[0022]
【具体实施方式】
[0023] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对 本发明进一步详细说明。
[0024] 现有的变压器绕组如图1所示，包括铁芯组件100,在该铁芯组件100上绕接有初级 绕组P、次级绕组S1、S2、S3和S4。可以看出，次级绕组S1、S2、S3和S4共用主磁通（即初级绕组 P通电后产生的磁通），当其中一个次级绕组突发短路时，就相当于短接全部的主磁通。这 时，相应的次级电流（即次级绕组的电流)和初级电流（即初级绕组的电流)均会瞬时增大， 有时可达额定电流的20倍以上，从而引起事故。
[0025] 为了解决变压器突发短路导致次级电流和初级电流过高而造成变压器部件炸裂 或燃烧起火的问题，本发明对变压器的铁芯结构进行了改进。
[0026] 实施例1 如图2所示，本实施例公开了一种多磁路变压器，包括铁芯组件和绕接在铁芯组件上的 初级绕组200(即图2中的P)和次级绕组300(即图2中的S1、S2、S3和S4)，实际应用中，铁芯组 件包括至少两个铁芯子件11〇(图2中为4个），该铁芯子件110设置有初级子端111和次级端 112,各铁芯子件110层叠设置，各铁芯子件110的初级子端111层叠组成初级端。初级绕组 200卷绕在初级端上，次级绕组300数量与铁芯子件数量一致，次级绕组300绕接铁芯子件的 次级端112。
[0027]本实施例的这种设置方式，利用各次级绕组300对初级绕组200通电后所产生的主 磁通进行分流，每一个次级绕组300相对于初级绕组200的短路阻抗均很大(在50%以上），同 时次级绕组300越多（即对初级绕组200通电后所产生的主磁通分流得越彻底），各次级绕组 300的短路阻抗就越大，从而实现减小变压器的短路电流，防止变压器因突发短路而造成起 火或炸裂的情况发生(其原理图参见图3)。当其中一个次级绕组300或其所接的负载发生短 路时，其短接部分的主磁通较小，因此不会引起初级线圈的初级电流和该短路的次级电流 大幅增长，一般短路电流可以控制在2倍额定电流内。同时，本发明的这种设置结构，虽然极 大的提高了变压器的短路阻抗，但是并不会增大变压器的附加损耗或杂散损耗，结构巧妙 合理，实用性高。
[0028] 实际应用中，铁芯子件110可以选择不同的形状，例如可以采用传统的EI形铁芯 件，或者采用环形铁芯件。不同形状的铁芯子件110对成品变压器的参数会有一定影响，具 体需要根据该变压器的实际应用选择。铁芯子件110采用EI形铁芯件，参见图4,各铁芯子件 110左右排列组合设置，这种设置方式便于工人绕线，可以提高制作效率，同时生产得到的 变压器性能较好，适用性强，各次级绕组300的输出电压稳定，抗干扰性能强。
[0029] 进一步的，参见图6(其中标号150为接线端子，最右边的为初级端子，其余为次级 端子），多磁路变压器还包括设置在各铁芯子件11〇(即EI形铁芯件)之间的U形夹件120,安 装时，各铁芯子件110两端通过横锁螺栓130穿过铁芯子件110端部和U形夹件120固定。这种 安装方式，一方面易于安装，同时整个铁芯结构的稳固性好；另一方面，这种设置结构使相 邻的两个铁芯子件110之间形成通风道140,极大的提高了变压器的散热效率，经测试发现， 这种结构的变压器的散热效率比传统的变压器的散热效率提高25%~30%。
[0030] 实施例2 如图5所示，本实施例公开了另一种利用环形铁芯子件110生产得到的变压器铁芯结 构。为了便于工人绕线，各环形铁芯子件110上下层叠设置，这种环形的铁芯子件110结构， 磁通流动更加顺畅，主磁通的分流效果更佳，同时各次级绕组的输出电压稳定性更高，抗干 扰能力更强，使变压器的损耗更小，效率更高，非常适合低损耗小体积的应用场合要求。
[0031] 实际应用中，为了提高某个次级的短路电流，可以将该次级绕组同时绕接多个铁 芯子件110的次级端112(或增加该次级绕组所绕接的铁芯子件的截面积）。
[0032]为了说明本发明可以大幅降低变压器的突发短路电流，实际制作出两台5KW的单 相隔离变压器，其中一台按常规方式制作（即按图1的结构），另一台按本发明方案制作（BP 按图2结构，只不过采用两个铁芯子件，分别对应次级1绕组和次级2绕组）。主要技术参数 为:额定容量5KW，初级额定电压220V，次级为两组110V电压输出，初级额定电流为22.7A，每 一组次级的额定电流均为22.7A，两台单相隔离变压器的主要技术参数相同，分别将次级1 绕组和次级2绕组进行短路连接，测量短路的次级电流和初级电流，各数据如下表所示：
由上表可知，本发明可大幅降低次级绕组和初级绕组的短路电流。
[0033]应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可 以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保 护范围。
【主权项】
1. 一种多磁路变压器，包括铁芯组件和绕接在铁芯组件上的初级绕组和次级绕组，其 特征在于，所述铁芯组件包括至少两个铁芯子件，所述铁芯子件设置有初级子端和次级端， 所述各铁芯子件层叠设置，各铁芯子件的初级子端层叠组成初级端;所述初级绕组卷绕在 初级端上;所述次级绕组数量与铁芯子件数量一致，所述次级绕组绕接至少一个铁芯子件 的次级端。2. 根据权利要求1所述的多磁路变压器，其特征在于，所述铁芯组件包括两个铁芯子件 和两个次级绕组，所述两个次级绕组分别绕接在两个铁芯子件的次级端上。3. 根据权利要求1所述的多磁路变压器，其特征在于，所述铁芯组件包括至少三个铁芯 子件和至少三个次级绕组，所述次级绕组分别单独绕接在各铁芯子件的次级端上，或所述 次级绕组同时绕接至少两个铁芯子件的次级端。4. 根据权利要求1~3任意一项所述的多磁路变压器，其特征在于，所述铁芯子件为EI形 铁芯，各铁芯子件左右排列组合设置。5. 根据权利要求1~3任意一项所述的多磁路变压器，其特征在于，所述铁芯子件为环形 铁芯，各铁芯子件上下排列层叠设置。6. 根据权利要求4所述的多磁路变压器，其特征在于，所述多磁路变压器还包括设置在 各铁芯子件之间的U形夹件，各铁芯子件两端通过横锁螺栓穿过铁芯子件端部和U形夹件固 定。
【专利摘要】本发明公开了一种多磁路变压器，包括铁芯组件和绕接在铁芯组件上的初级绕组和次级绕组，其中，所述铁芯组件包括至少两个铁芯子件，所述铁芯子件设置有初级子端和次级端，所述各铁芯子件层叠设置，各铁芯子件的初级子端层叠组成初级端；所述初级绕组卷绕在初级端上；所述次级绕组数量与铁芯子件数量一致，所述次级绕组绕接至少一个铁芯子件的次级端。本发明公开了一种多磁路变压器，通过将主磁通进行分流来减小变压器的短路电流，适当的铁芯和绕组布置可使变压器的短路电流大幅下降，由传统的额定电流40倍以上可降为2倍额定电流以内，避免了因变压器次级短路或负载短路引起变压器自身爆炸、起火等事故和灾害。
【IPC分类】H01F27/26, H01F3/10, H01F27/24
【公开号】CN105448485
【申请号】CN201510915620
【发明人】冉瑞刚
【申请人】广东新昇电业科技股份有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月10日