专利名称：一种环形磁芯用绝缘外壳的制作方法
技术领域：
本实用新型属于变压器技术领域，特别涉及一种环形磁芯用绝缘外壳，可增加爬 电距离和空间距离，满足变压器的绕组之间、绕组与磁芯之间的高压绝缘隔离要求。
背景技术：
用于高压或隔离的变压器(包括多绕组电感)通常具有功率传送、电压变换和绝 缘隔离三个功能。目前，电子变压器使用最多的是具有环形磁芯的变压器，如图1所示，是 变压器的环形磁芯1，其绝缘隔离一般只依靠绕组导线2本身的绝缘漆皮(包括多层绝缘 线)来实现，并没有附加其它的隔离结构，此种结构的优点是耦合效果好，但是，在需较高 隔离电压和有防爆要求的场合中，这种隔离结构就存在着较大的隐患，安全可靠性较差，不 符合医疗或特殊场合的安全标准。如图2所示，在现有技术中，也有将磁芯1采用PBT、DAP等材质(防火等级ULV-0) 包封起来的结构，借助用于包封的外壳3的隔离作用来达到隔离效果，然而，此种结构存在 以下缺点外壳的壳体和盖子之间的结合部位具有缝隙，造成爬电距离短，耐压较低，爬电 距离是指两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿绝绝缘表面测量的最短距离；为了 解决上述问题，现有的方法是用绝缘胶灌封处理，但是，该工艺即使在真空环境下也无法保 证将空气排出而实现完全密封，因此导致了产品的一致性差，无法满足安规标准对爬电距 离的要求。如图3所示，是现有采用绝缘胶带4螺旋缠绕磁芯1的结构，这种结构的生产工艺 复杂且成本较高，尤其对于大尺寸磁环来说，即使使用自动包胶带机将磁环缠绕多层，也只 能满足磁芯与绕组之间的隔离，却无法保证绕组之间的隔离。另外，在高压隔离应用场合或者安规标准规定依靠绝缘保证安全的场合，常用的 技术措施是采用光电隔离或磁电隔离，在现有技术中，往往采用加大磁芯的体积来获得安 全绝缘距离，但是，这种技术措施造成了变压器体积过大的缺陷，使得变压器安装空间的选 址不仅要受到限制，而且也给安装施工带来了诸多不便。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种环形磁芯用绝缘外壳，在不降低耦合系数的情况下 可增加各绕组之间、各绕组与磁芯之间的爬电距离和空间距离，加强绝缘效果。本实用新型的技术方案可以通过以下的技术措施来实现，一种环形磁芯用绝缘外 壳，包括由绝缘材料制成的壳体，其特征在于所述壳体主要由上盖和下盖扣合而成，所述上 盖与下盖内分别具有环形凹槽，对应扣合后形成用于放置磁芯的封闭式环形容纳腔；所述 上盖与下盖的端面分别开有对应的通孔，所述通孔的孔缘向各自盖体内延伸分别形成各自 环形凹槽的内槽壁，即构成所述容纳腔的内壁，而容纳腔的外壁则由环形凹槽的外槽壁扣 合构成。本实用新型采用具有环形容纳腔的外壳，在外壳的外表面缠绕导线形成绕组，外壳的设置增加了磁芯和绕组之间的爬电距离和空气间隙，在不降低耦合系数的情况下成倍 延长绝缘距离，加强绕组和磁芯间的绝缘，而且能够耐受更高电压；与现有技术采用增加变 压器体积增强绝缘相比，在不增加变压器体积的情况下还可进一步减小体积，以便将变压 器做成模块安装在线路板上，大大节约了空间，可满足严格的安规标准要求，也便于现场安 装施工。作为本实用新型的一种实施方式，所述上盖与下盖的环形凹槽的内槽壁和/或外 槽壁之间对应重叠，重叠部分由不同绝缘材料制成。这种内槽壁之间与外槽壁之间对应重 叠的结构形成U型爬电距离，这种双层隔离结构增加了磁芯和绕组之间的爬电距离和空气 间隙；重叠部分采用不同绝缘材料，可实现双层绝缘效果。作为本实用新型的一种改进，所述容纳腔的内壁所合围的空间内设有隔板，所述 隔板竖向设置在该合围空间内作为隔离各绕组之用。本实用新型在绕线时，导线从隔板分 隔的空间内绕出以缠绕在壳体上，可隔离各绕组位于合围空间内的部分，使各绕组之间绝缘。作为本实用新型的一种实施方式，所述上盖和下盖环形凹槽的内槽壁所合围的空 间内竖向分别设有分隔板，所述分隔板上下对接形成所述隔板。作为本实用新型的优选实施方式，所述上盖和下盖中之一环形凹槽的内槽壁所合 围的空间内竖向设有双层板状结构的分隔板，两板面之间形成插口 ；另一盖体内设有单层 结构的分隔板，扣合时，该分隔板插装在所述插口中形成所述隔板。这种结构可增强绕组间 绝缘。本实用新型可以做以下改进，所述隔板向容纳腔的两端延伸并突出上盖和/或下 盖的端面，并在端面上形成凸台，所述凸台沿所述端面呈长条形设置。凸台可对绕组位于壳 体端面上的部分进行隔离，进一步增强绕组间的绝缘效果，本实用新型中隔板的厚度和凸 台的高度可根据具体情况设定，以满足爬电距离和空间距离的要求。作为本实用新型的进一步改进，在所述容纳腔中填充有绝缘胶或者缓冲粉末，实 现对磁芯的缓冲保护并增强绝缘性能。本实用新型具有以下的实施方式；所述隔板为1个，容纳腔内壁的合围空间分隔成具有2个空格结构的绕线区。所述隔板为2个，该2个隔板呈交叉布置，容纳腔内壁的合围空间分隔成具有4个 空格结构的绕线区。所述隔板为3个，该3个隔板的内边相接，容纳腔内壁的合围空间分隔成具有3个 空格结构的绕线区。本实用新型所述容纳腔的纵向截面形状为圆形、椭圆形、四方形等，以便适用于各 种横截面不同的磁芯。与现有技术相比，本实用新型具有如下显著的效果(1)本实用新型将磁芯套装在绝缘材料制成并具有环形容纳腔的外壳中，在外壳 上绕线形成绕组，不用增加变压器的体积，实现在不降低耦合系数的情况下增加绕组与磁 芯之间的爬电距离和空间距离，以加强绝缘效果。(2)本实用新型在环形容纳腔内壁所合围的空间中设置隔板，增加了各绕组间的 爬电距离和空间距离，实现各绕组间的绝缘，总体上形成绕组之间、磁芯与绕组之间的有效隔罔。(3)与现有技术相比，在不增加变压器体积的基础上还可进一步缩小体积，可将变 压器做成模块安装在线路板上，大大节约了空间，满足严格的安规标准要求，使得变压器安 装选址更为容易，也便于现场安装施工。(4)本实用新型的成本较低，适于自动或者手工绕线，可满足小批量特殊定制品或 大规模生产。(5)本实用新型工艺性较好，可保证产品的一致性。(6)本实用新型的凸台可进一步增强各绕组间的绝缘效果，凸台的高度可根据具 体情况设定。(7)容纳腔中可填充弹性绝缘材料，达到缓冲保护磁芯的作用，并排出空气加强绝缘。
[0028]
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。[0029]图1是现有磁芯依靠绕组导线本身绝缘漆皮进行绝缘的结构示意图[0030]图2是现有磁芯依靠外壳进行绝缘的结构示意图；[0031]图3是现有磁芯依靠绝缘胶带进行绝缘的结构示意图；[0032]图4是本实用新型实施例1的装配图；[0033]图5是实施例1本实用新型的俯视图；[0034]图6是沿图5中B-B线剖面图；[0035]图7是沿图5中A-A线剖面图；[0036]图8本实用新型实施例2的立体图；[0037]图9是本实用新型实施例3的俯视图；[0038]图10是本实用新型实施例4的俯视图；[0039]图11是本实用新型实施例5的立体图。
具体实施方式
实施例1如图4 7所示，是本实用新型一种环形磁芯用绝缘外壳，包括由绝缘材料制成的 壳体，壳体主要由上盖51和下盖52扣合而成，上盖51与下盖52内分别具有环形凹槽51a、 52a，对应扣合后形成用于放置磁芯10的封闭式环形容纳腔；上盖51与下盖52的端面分 别开有对应的通孔，通孔的孔缘向各自盖体内延伸分别形成各自环形凹槽的内槽壁51a’、 52a’，即构成容纳腔的内壁，而容纳腔的外壁则由环形凹槽51a、52a的外槽壁51b、52b扣合 构成，上盖51环形凹槽的内槽壁51a’和与下盖52环形凹槽的内槽壁52a’完全重叠，而上 盖51的外槽壁51b与下盖52的外槽壁52b也完全重叠。容纳腔的内壁所合围的空间内设有隔板8，隔板8竖向设置在该合围空间内作为 隔离各绕组之用，在本实施例中，上盖51环形凹槽的内槽壁51a’所合围的空间内竖向设有 双层板状结构的分隔板6，两板面之间形成插口 ；下盖52内设有单层结构的分隔板7，扣合 时，该分隔板7插装在插口中形成隔板8，该隔板8将容纳腔内壁的合围空间分隔成具有2个空格结构的绕线区8a、8b ；分隔板6和分隔板7可由不同绝缘材料制成。隔板8向容纳腔的两端延伸并突出上盖51和下盖52的端面，并在端面上形成凸 台9，凸台9沿端面呈长条形设置。本实施例中，上盖外套在下盖上，因此，下盖的环形凹槽直接盛放磁芯，放入磁芯 前，在下盖中填充绝缘胶或者缓冲粉末，以实现对磁芯缓冲减震保护，并排出空气增强绝 缘，再扣合上盖，形成完整的磁芯组件；绕线时，漆包线或者多层绝缘线分别从绕线区8a、 8b绕在外壳上形成绕组，并在端面以凸台9作为间隔，保证各绕组间具有足够的间隔距离， 当其中一路被损坏或者烧毁时，不影响其它绕组，更不会造成输入与输出之间短路，很好地 保证了特殊环境下的安全可靠性，可实现电压高、多路输出及多路隔离输出。凸台9的高度 和大小由磁芯的尺寸和绕组厚度决定。实施例2如图8所示，本实施例与实施例1的不同之处在于隔板为3个，该3个隔板的内 边相接，各隔板之间形成120°夹角，容纳腔内壁的合围空间分隔成具有3个空格结构的绕 线区8a、8b及8c，相应地，隔板在上盖和下盖的端面形成凸台9a、9b及9c，绕线时，导线分 别从绕线区8a、8b及8c绕在外壳上形成绕组，并在端面以凸台9a、9b及9c作为间隔。实施例3如图9所示，本实施例与实施例1的不同之处在于隔板为3个，在实施例1中原 有的隔板8上，增设两个竖向的隔板11、12，该隔板11、12的内边连接在隔板8上，容纳腔内 壁的合围空间分隔成具有4个空格结构的绕线区8a、8b、8c及8d，相应地，隔板8、11、12在 上盖和下盖的端面形成凸台9a、9b、9c及9d，绕线时，导线分别从绕线区8a、8b、8c及8d绕 在外壳上形成绕组，并在端面以凸台9a、9b、9c及9d作为间隔。实施例4如图10所示，本实施例与实施例1的不同之处在于隔板8为2个，在实施例1中 原有的隔板8上，增设1个竖向的隔板13，该隔板13的内边连接在隔板8上，将实施例1中 的其中一绕线区对称分为两个，因此，容纳腔内壁的合围空间分隔成具有3个空格结构的 绕线区8a、8b及8c。实施例5如图11所示，本实施例与实施例1的不同之处在于隔板8为2个，该2个隔板 呈十字形交叉布置，容纳腔内壁的合围空间分隔成具有4个空格结构的绕线区8a、8b、8c及 8d。作为其它的实施方式，上盖和下盖环形凹槽的内槽壁所合围的空间内竖向分别设 有分隔板，分隔板上下对接形成隔板。本实用新型的绝缘外壳使用模具制作，能够确保精 度，模具注塑工艺生产效率高，节约组装工时，保证灌封工艺快速而不容易溢出。本实用新型的实施方式不限于此，根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普 通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型上盖 和下盖重叠部分的高度可根据具体情况而定，该绝缘部分可由不同绝缘材料制成，实现双 层绝缘效果；本实用新型隔板的结构具有多种实施方式，可根据实际情况选用，以实现各绕 组间不同的隔离效果，隔板的厚度也可根据具体情况设定。因此，本实用新型还可以做出其 它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。
权利要求一种环形磁芯用绝缘外壳，包括由绝缘材料制成的壳体，其特征在于所述壳体主要由上盖和下盖扣合而成，所述上盖与下盖内分别具有环形凹槽，对应扣合后形成用于放置磁芯的封闭式环形容纳腔；所述上盖与下盖的端面分别开有对应的通孔，所述通孔的孔缘向各自盖体内延伸分别形成各自环形凹槽的内槽壁，即构成所述容纳腔的内壁，而容纳腔的外壁则由环形凹槽的外槽壁扣合构成。
2.根据权利要求1所述的环形磁芯用绝缘外壳，其特征在于所述上盖与下盖的环形 凹槽的内槽壁和/或外槽壁之间对应重叠，重叠部分由不同绝缘材料制成。
3.根据权利要求1所述的环形磁芯用绝缘外壳，其特征在于所述容纳腔的内壁所合 围的空间内设有隔板，所述隔板竖向设置在该合围空间内作为隔离各绕组之用。
4.根据权利要求3所述的环形磁芯用绝缘外壳，其特征在于所述上盖和下盖环形凹 槽的内槽壁所合围的空间内竖向分别设有分隔板，所述分隔板上下对接形成所述隔板。
5.根据权利要求3所述的环形磁芯用绝缘外壳，其特征在于所述上盖和下盖中之一 环形凹槽的内槽壁所合围的空间内竖向设有双层板状结构的分隔板，两板面之间形成插 口 ；另一盖体内设有单层结构的分隔板，扣合时，该分隔板插装在所述插口中形成所述隔 板。
6.根据权利要求4或5所述的环形磁芯用绝缘外壳，其特征在于所述隔板向容纳腔 的两端延伸并突出上盖和/或下盖的端面，并在端面上形成凸台，所述凸台沿所述端面呈 长条形设置。
7.根据权利要求6所述的环形磁芯用绝缘外壳，其特征在于在所述容纳腔中填充有 绝缘胶或者缓冲粉末。
8.根据权利要求3所述的环形磁芯用绝缘外壳，其特征在于所述隔板为一个，容纳腔 内壁的合围空间分隔成具有两个空格结构的绕线区。
9.根据权利要求3所述的环形磁芯用绝缘外壳，其特征在于所述隔板为两个，该两个 隔板呈交叉布置，容纳腔内壁的合围空间分隔成具有四个空格结构的绕线区。
10.根据权利要求3所述的环形磁芯用绝缘外壳，其特征在于所述隔板为三个，该三 个隔板的内边相接，容纳腔内壁的合围空间分隔成具有三个空格结构的绕线区。
专利摘要本实用新型公开了一种环形磁芯用绝缘外壳，包括由绝缘材料制成的壳体，所述壳体主要由上盖和下盖扣合而成，所述上盖与下盖内分别具有环形凹槽，对应扣合后形成用于放置磁芯的封闭式环形容纳腔；所述上盖与下盖的端面分别开有对应的通孔，所述通孔的孔缘向各自盖体内延伸分别形成各自环形凹槽的内槽壁，即构成所述容纳腔的内壁，而容纳腔的外壁则由环形凹槽的外槽壁扣合构成。本实用新型增加了磁芯和绕组间爬电距离和空气间隙，在不降低耦合系数的情况下成倍延长绝缘距离，加强绕组和磁芯间的绝缘，能够耐受更高电压；在不增加变压器体积的情况下还可进一步减小体积，将变压器做成模块安装在线路板上，满足严格的安装标准要求，便于现场安装施工。
文档编号H01F27/24GK201622910SQ20102010293
公开日2010年11月3日 申请日期2010年1月25日 优先权日2010年1月25日
发明者李民, 贺博利 申请人:广州金升阳科技有限公司