专利名称：高效节材变压器的制作方法
技术领域：
变压器制造
背景技术：
自从人类发现了电磁感应以后，就制造了动力发电机，以各种各样的动力机器来带动发电机发电给人们用电提供了电网供电系统，从此人们就进入了用电的时代，这样的供电系统为了高效率的利用电能和安全的用电，人们又发明了变压器。随着人类社会 的进步，各种用电器的出现给人们的生活带来了便利和享受，为了满足这些用电器的各种电压的需求，现在就生产制造了各种各样的变压器，有电力变压器，有电源变压器，它们又分别有升压变压器和降压变压器。还有电子方面中使用的高频变压器等都是由电磁感应来工作的，而电磁感产生的强弱和效率都是与电压高低、电流大小、频率的高低、线圈圈数多少，线圈圈的大小和是否带有铁芯、铁芯的大小等有关。不管那一种变压器，它们的输入和输出都遵从着线圈圈数和电压成比例。
发明内容
在同等的交流电压和频率下，线圈圈大的就比圈小的产生的电感大，它能承受的电压就比小圈的线圈高，这是制造变压器的参数，变压器的制造一般都是在闭合铁芯上绕上线圈，铁芯的大小就决定了绕线圈数的多少了，大铁芯线圈就少些，小铁芯线圈数就多些，这就是变压器的输入端(初级线圈)必须具备的条件，而输出端(次级线圈)就不一定，它可多可少，多的就是升压变压器，而少的就是降压变压器。所输出的电压是跟线圈圈数成正比的，而电流就是成反比，就是输出端线圈越多输出的电压就越高，电流就越小，输出端的线圈圈数越少输出的电压就越低，但电流就越大。正因为输出端不具备有承受电压的作用，线圈圈数可多可少。是否能正常工作最主要取决于输入端的初级线圈，初级线圈设计好了，它就能遵从圈数和电压成正比的理论。所以我就利用了这个原理设计出了新的高效节材变压器。本发明提供一种高效节材变压器，其特征:在变压器的输出端(次级线圈)的位置中减少铁芯的横截面积，使这个位置的铁芯变小，随着绕在上面的线圈周长也变小，整个次级线圈的用线长度就变少；线圈长度的减少，就能使其电阻减少，再可以减少线圈的线径来节材，这样就能比制造同等功率的变压器在输出端(次级)节约了3Y4的铜线材料，而且效率
还得到了相应的提高。线圈圈数和电压成正比是变压器的规律，它不论绕在横截面有多大，就是说不论绕在多大的铁芯上都如此，只不过在初级线圈中，圈数的面积大，它的一圈周长用线就长，感应的磁通量就大，感抗电阻就增大，接到电源的就可以圈数少，而圈数面积小的，它的周长用线就短，感应的磁通量就小，感抗电阻也就小，所以接到电源的圈数必须要增加。明白了接电源的线圈大小和多少只不过是起着与电源电压匹配的作用而已，而它的输出端线圈大小根本不是重要，主要的还是线圈数的多少，直接构成变压器的电压输出，就这样我经过了实验尝试了减少在次级线圈位置里的铁芯横截面积，这样一来绕在铁芯上的导线线圈周长就随着减少，但只要圈数够，铁芯的减少部分不太长就能不影响整个变压器的工作和正常。导线的电阻跟长度成正比，跟线径成反比，铜制的线圈也一样，一样的线径，它的长度越长电阻就越大，而一样的长度，它的线径越大电阻就越小。又是根据这个原理来实现了我的节材理论，现用英文来表示举个例子说明，比如现在有个变压器它的输出端次级线
圈总长度为L，电阻阻值为H，线径为0，整个次级线圈的位置占有变压器铁芯位置的* (如
图3)，输出的功率为W，效率为P。现设计的次级线圈，位置是在绕线铁芯位置的正中间，它
占的位置只是1/7 (如图1)在这个部分的铁芯都要割去，一般四周都是向里割进去1/4的边长
的尺寸，使割去的铁芯周长减少一半，而横截面积只是原来的1/4 ,这样绕在上面的线圈长度
.就减少了一半，它只是原来的I ^所以总长变为j L，由于长度的减少，其电阻也随着减少一半，所以电阻的阻值也只是$ H，这样一来就可同样减少线径的一半来实现电阻和原来相同的阻值都是H，那么线圈长度减少了一半，实际上就已节约了铜线材料的一半即*了，又在这I L长度的线圈减少*线径来实现与原来的电阻值相同，实际又在节去*的铜线材料，所以真正使用的只不过是1/4的铜线材料，比原来节省了1/4的铜线材料。但这样做会不会
影响到原来的变压的各种因素呢？经过实验输出的电压和电流都没有改变，即功率仍为W，只要你设计得合理不但没有影响反而效率还得到了相应的提高。因全闭合的欧母定律是内阻等于外阻，其输出的功率最大，也就是说外面的用电器加起来的电阻(直流电阻)阻值等于供电系统(电池、发电机、变压器)的阻值时，供电的电路输出的功率为最大，但如果外面的用电器阻值大于内电阻(供电系统)时，外面的电用器就是阻值越大就效率越高，反过来说就是供电的内电阻阻值越少就能向外提供用电效率就越高。虽然节材变压器已经减少了线径来让电阻相同了，但交流的电阻分有纯电阻，感抗电阻和容抗电阻，所以节材变压器的电阻是与原有的相同，可线圈的周长和铁芯的面积减少了，它所产生的感抗也随着减少了，所以说还是效率方面得到了提高。
图1是在绕线圈的铁芯位置上从中间起割去了长度1/4深度1/4的示意图。
图2是两个横截面积相比较的平面图:左图是原变压器铁芯的横截面图，右图是已经减少了的铁芯横截面图。图3是现在变压器在铁芯上绕线各一半的绕线分配图。图4是我发明的经过了改进的初级、次级线圈的绕线图。
具体实施例方式在变压器的绕线铁芯位置上，从中间部分起割去整个四周的面积，使它的横截面积只是原来的j (如图2)，周长是原来的一半，即*的尺寸，而割去的铁芯是原整个绕线铁
芯长度的I (如图1)，这凹下去的铁芯位置就是变压器的输出端次级线圈的绕线位置，它
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的线圈绕到平原来铁芯的位置为止，因线圈的线径比原来减去了一半，所以刚好绕得跟原来的圈数，然后把线的两头顺着铁芯向一头输出，在整个铁芯和次级线圈都用绝缘材料包好再在上面线上初级线圈(如图4)把绕好的线圈也用绝缘材料包好，线圈的两头向铁芯的另一头输出。因变压器的输出线圈电压只是跟圈数有关系，而和圈子的面积大小线周长的长短没有多大的关系，所以可以人为的来设计减少在次级线圈部分的铁芯横截面积来减少线圈的用线长度，又因线圈的电阻跟长度成正比，跟线径成反比，所以在长度已减少的同时可以又减少线径来达到阻值跟原来相同又可再减少用线材料来达到了最节材的目的，这样做整
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个次级线圈用的线圈材料只不过是原有的变压器的.节出了 Y的线圈材料。
4， 4只要设计合理，高度的重视绝缘，就能用这种方式生产出各种变压器，可做升压变压器，可做降压变压器，可生产出各种电源变压器，又可以生产出各种电力变压器(即三相变压器)和电子方面用的各种各样的高频变压器。另外还要注意特别是在铁芯的切割处不能太长，要保留它的磁通路能产生强磁场的闭合通路。这种变压器只能做输出用，绝不能反过来用，就是不能把输出端的次级线圈接到电源来用。
权利要求
1.本发明提供一种高效节材变压器，其特征:在变压器的输出端(次级线圈)的位置中减少铁芯的横截面积，使这个位置的铁芯变小，随着绕在上面的线圈周长也变小，整个次级线圈的用线长度就变少；线圈长度的减少，就能使其电阻减少，再可以减少线圈的线径来 节材，这样就能比制造同等功率的变压器在输出端(次级)节约了3/4 ；的铜线材料，而且效 率还得到了相应的提 高。
全文摘要
高效节材变压器，其技术要点是减少变压器的次级线圈(输出线圈)的铁芯横截面积使绕在上面的线圈圈数的周长减少，圈数周长减少了，它的内电阻也随着减少，再用减少线圈的线径来实现节省材料的目的，相同内阻不同周长的线圈圈数，在直流电来说是一样的，但是交流电是圈数线圈周长小的它产生的电磁感应也就小，所以向外供电形成闭合电路时它的内阻(电感)就减少而达到向外提供高效电功率。
文档编号H01F27/28GK103208354SQ20121058303
公开日2013年7月17日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者吴文武 申请人:吴文武