控制变压器的制作方法

本发明属于变压器的技术领域，具体涉及一种控制变压器。

背景技术：

变压器(transformer)，是一种利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置。变压器的主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，线圈包括初级线圈和次级线圈，其中初级线圈为接电源的绕组，其余的绕组叫次级线圈。它可以变换交流电压、电流和阻抗。最简单的铁心变压器由一个软磁材料做成的铁心及套在铁心上的两个匝数不等的线圈构成。其中，铁心的作用是加强两个线圈间的磁耦合。为了减少铁内涡流和磁滞损耗，铁心由涂漆的硅钢片叠压而成；初级线圈、次级线圈之间没有电的联系，线圈由绝缘铜线(或铝线)绕成。实际的变压器是很复杂的，不可避免地存在铜损(线圈电阻发热)、铁损(铁心发热)和漏磁(经空气闭合的磁感应线)等，而理想的变压器成立的条件是：忽略漏磁通，忽略原、副线圈的电阻，忽略铁心的损耗，忽略空载电流(副线圈开路原线圈线圈中的电流)。例如电力变压器在满载运行时(副线圈输出额定功率)即接近理想变压器情况。变压器是利用电磁感应原理制成的静止用电器。当变压器的原线圈接在交流电源上时，铁心中便产生交变磁通。

作为变压器的一种，ei型控制变压器，是按照铁心形状来定义的，因为ei变压器的铁芯是由“e”型铁芯和“i”型铁芯叠加起来的，体积大、损耗也大，变压器的铁芯采用的硅钢片磁致伸缩会引起振动，硅钢片接缝处磁漏引起铁芯振动、绕组振动，发出噪声；整个“e”型铁芯为一整块，相当于是一个面积很大的导体，电路又短，其电阻值非常的小，虽然感应的电压并不高，但电流却很大，这样产生了极大的涡流(环流)损耗，会导致金属快速升温，会将铁芯局部熔化；变压器与外来的导线连接，会从导线中传来雷电波，对变压器绝缘造成破坏。在变压器入口装设了避雷器，但是还是会有残压进入变压器，因此要求变压器能够承受一定的雷电冲击电压，被避雷器截波后的电压波形频率很高，因此，传统的ei型变压器抗雷击性差。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决变压器稳定性不高、供电可靠性不够的问题，提供一种控制变压器。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

控制变压器,包括由上至下依次设置i形铁芯、工字形的骨架和e形铁芯，所述e形铁芯包括横柱及与横柱相连的两个侧柱，所述中柱设于两个侧柱之间的横柱上，所述中柱与侧柱平行，所述i形铁芯与侧柱顶触设置，其特征在于，所述骨架为中空的柱体结构，柱体的上端部、下端部分别设有向外延伸的上平板、下平板，所述上平板和/或下平板中与i形铁芯平行的两边上开有齿槽；所述骨架的中空部分套设在e形铁芯的中柱上。

进一步，所述i形铁芯由若干i形硅钢片叠加而成，所述i形硅钢片的两个端部分别开有第一通孔，上螺栓穿过第一通孔；所述e形铁芯由若干e形硅钢片叠加而成，所述侧柱与横柱相连处开有第二通孔，下螺栓穿过第二通孔。

更进一步，所述上平板开有齿槽的两边，一边为初级引线侧，另一边为次级引线侧，所述上螺栓的头部设于初级引线侧，所述上螺栓的头部与i形铁芯之间设有地焊片，所述地焊片的头部朝下。

更进一步，还包括两根夹条，所述夹条设于所述i形铁芯的同一侧的两个上螺栓之间。

更进一步，所述每根夹条上设有至少1个接线盒。

更进一步，所述e形铁芯同一侧面上的两个下螺栓之间设有支架。

更进一步，所述齿槽的底部为圆弧形，形成齿槽的梳齿端部为圆弧状。圆弧结构能避免划伤线圈，提高线圈使用的寿命及变压器的变电压效果。

进一步，所述上平板和/或下平板开有齿槽的边上设有主加强筋，所述主加强筋设于上平板和/或下平板的外表面位于齿槽的根部一侧，且长度小于或等于平板边缘长度。

更进一步，形成齿槽的任意两个梳齿的上表面设有副加强筋，所述副加强筋的端部与主加强筋相接。

更进一步，所述副加强筋为三角形，位于梳齿的端部一侧的高度低于靠近主加强筋的高度。

进一步，上螺栓穿过i形铁芯后用上螺母固定，下螺栓穿过e形铁芯后用下螺母固定，上螺栓与i形铁芯之间、下螺母与e形铁芯之间都设置有第一垫片；i形铁芯与上螺母之间、e形铁芯与下螺母之间设有第二垫片。第一垫片或者第二垫片的设置有效缓冲了硅钢片的振动，减少噪音的产生。

更进一步，所述第一垫片包括由螺栓头部朝向螺栓尾部方向依次设置的胶木垫圈、平垫。

更进一步，所述第二垫片包括由螺栓头部朝向螺栓尾部方向依次设置的胶木垫圈、平垫、弹性垫圈。

一种上述控制变压器的制造方法，包括以下步骤：

1)初级绕设，将第一漆包线的线头用黄蜡套管套好，线头设置在工字形骨架上部的初级组一侧的1柱上；第一漆包线绕工字形骨架的柱体绕设n1(n1为整数)圈后，抽头套设黄蜡套管后引出到初级组一侧的2柱上；第一漆包线继续缠绕工字形骨架的柱体绕设n2(n2为整数)圈后，抽头套设黄蜡套管后引出到初级组一侧的3柱上；第一漆包线继续缠绕工字形骨架的柱体绕设n3(n3为整数)圈后，抽头套设黄蜡套管后引出到初级组一侧的4柱上；第一漆包线继续缠绕工字形骨架的柱体绕设n4(n4为整数)圈后，抽头套设黄蜡套管后引出到初级组一侧的5柱上；第一漆包线继续缠绕工字形骨架的柱体绕设n5(n5为整数)圈后，第一漆包线的尾部套设黄蜡套管后引出到初级组一侧的6柱；其中，n1>n2>n3>n4>n5；

2)在初级绕组外周上裹至少一层绝缘胶带、至少一层绝缘聚脂薄膜、至少一层dmd绝缘纸；

3)第一次级绕设，将第二漆包线的线头用黄蜡套管套好，线头设置在工字形骨架上部的初级组一侧的7柱上；用第二漆包线绕工字形骨架的柱体绕设n6(n6为整数)圈后，抽头套设黄蜡套管后引出到次级租一侧的8柱上；用第二漆包线绕工字形骨架的柱体绕设n7(n7为整数)圈后，线尾套设黄蜡套管后引出到次级租一侧的9柱上；其中，n1>n6＞n7；

4)将第一次级的第二漆包线绕组外周上包裹至少一层绝缘胶带、至少一层dmd绝缘纸；

5)第二次级绕设，将第三漆包线的线头用黄蜡套管套好，线头设置在工字形骨架上部的次级组一侧的10柱上；用第三漆包线绕工字形骨架的柱体绕设n8(n8为整数)圈后，线尾套设黄蜡套管后引出到次级租一侧的11柱上；其中，n1>n8；

6)将第二次级的第三漆包线绕组外周上包裹至少一层绝缘胶带、至少一层dmd绝缘纸；

7)将骨架柱体外周再包裹一层绝缘胶带，将骨架柱体的中空部分穿过e形铁芯的中柱，i形铁芯、工字形的骨架和e形铁芯由上至下依次设置；

8)i形铁芯为若干片i形硅钢片叠加而成，i形硅钢片两端都开设有第一通孔，上螺栓穿过该第一通孔固定所有的i形硅钢片，夹条的两端分别套设在在两个上螺栓的同一侧上；

9)e形铁芯为若干片e形硅钢片叠加而成，e形硅钢片两端都开设有第二通孔，下螺栓穿过该第一通孔固定所有的e形硅钢片，支架的两端分别套设在在两个下螺栓的同一侧上；

10)在初级绕组的线头位置的第一螺柱头部与i形铁芯之间设有焊片头朝下的地焊片；

11)在初级、次级所在侧的夹条上分别设置用于线头、抽头、线尾连接的接线盒。

更进一步，所述步骤2)和步骤4)中的dmd绝缘纸为透明绝缘纸，步骤6)中的dmd绝缘纸为黑色绝缘纸。

本发明与现有技术相比，有益效果是：本变压器采用多个e形、i形硅钢片叠加，体积小，损耗小；2在体积大小固定情况下，可以设置不同的输入电压，满足不同的变压需求；3.本电压器通过设置支架及采用多层隔离绝缘设置，有效提高了变压器的绝缘性，提高了变压器的抗雷电冲击力，降低了变压器噪声；4层间、绕组间有效绝缘，使得本电压器绕线方式简单快捷，使用过程更加安全，实用性高，能适应不同电压需求；5通过黄蜡套管套设，一是可以增强初级与次级绕组间的介电强度，二是可以防止绕组匝间电压差对漆包线带来的危害，增强变压器可靠性；6通过垫圈设置，可以有效减小变压器自身损耗，同等功率输出变压器体积减小。

附图说明

图1是控制变压器一个角度结构示意图；

图2是控制变压器另一个角度结构示意图；

图3是骨架的结构示意图；

图4是骨架绕线的一种具体方式的示意图；

图5是控制变压器初级方向的示意图；

图6是控制变压器次级方向的示意图；

图7是控制变压器局部放大图。

图中：硅钢片1，左侧柱11,右侧柱12，骨架2，上平板21，下平板22，柱体23，凹槽24，凹槽底部241，梳齿25,端部梳齿251，主加强筋26，侧面261，副加强筋27，靠近主加强筋的一侧271，梳齿的外端部一侧272，从加强筋28；夹条3，长条段31，弯曲段32，水平段33；支架4，安装孔41，上螺栓5，上螺母51，下螺栓6，下螺母61，接线盒7，地焊片8；垫圈9，胶木垫圈91，平垫92，弹垫93；初级引线侧a，次级引线侧b。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明。

实施例1

如图1-2所示控制变压器,包括硅钢片1和工字形的骨架2，硅钢片包括1由上至下依次设置i形铁芯和e形铁芯，e形铁芯包括横柱、设于横柱两端的左侧柱11、右侧柱12以及设于两侧柱之间的中柱，横柱设于最下方，i形铁芯设于侧柱的端部、中柱的端部一侧，工字形的骨架2套设在中柱(图中未显示)上。

如图3所示，骨架2为工字形，采用中空的柱体23结构，柱体23的上端部、下端部分别设有向外延伸的上平板21、下平板22，所述上平板和/或下平板的任意一对称的两边缘上开有齿槽24；所述骨架的中空部分套设在e形铁芯的中柱上。

i形铁芯由若干i形硅钢片叠加而成，所述i形硅钢片的两个端部分别开有第一通孔，上螺栓5穿过第一通孔；e形铁芯由若干e形硅钢片叠加而成，所述侧柱与横柱相连处开有第二通孔，下螺栓6穿过第二通孔。

上平板开有齿槽24的两边缘，一边为初级侧a，另一边为次级侧b。

在硅钢片表面设有灰色的绝缘漆，加强绝缘，防止硅钢片生锈。用多个薄硅钢片叠加，涂设绝缘漆，提高了铁芯的电阻，增加了抗张力和机械强度，降低了磁致伸缩量，降低了硅钢片的损耗，有效降低噪声。

实施例2

与实施例1不同的是，所述上螺栓5的头部、下螺栓6的头部设于初级侧a，所述上螺栓的头部与i形铁芯之间设有地焊片8，地焊片的头部朝下。

上螺栓5、下螺栓6从穿过初级侧a硅钢片1后，上螺栓的尾部、下螺栓的尾部位于次级侧b,在上螺栓的尾部、下螺栓的尾部分别设置上螺母51、下螺母61。

实施例3

与实施例1或2不同的是，在上螺栓5的头部(和/或下螺母61的头部)与硅钢片1之间设有垫片9，上螺母51(和/或下螺母61)与硅钢片1之间也设有垫片。

通过在硅钢片1固定的螺栓上设置垫片提高缓冲力，有效缓冲了硅钢片的振动，减少噪音的产生，降低硅钢片的损耗。

实施例4

与实施例3不同的是，在上螺栓5的头部(和/或下螺栓6的头部)与硅钢片1之间设置的垫片包括胶木垫圈91，平垫92，所述硅钢片1、胶木垫圈91，平垫92、上螺栓5的头部(和/或下螺栓6的头部)依次设置。

在上螺母51(和/或下螺母61)与硅钢片1之间的垫片包括胶木垫圈91、平垫92、弹垫93，所述硅钢片1、胶木垫圈91、平垫92、弹垫93、上螺母51(和/或下螺母61)依次设置。

作为最佳选择，胶木垫圈91可采用t型垫圈，可以有效减小变压器自身损耗，同等功率输出变压器体积减小。弹垫给螺母一个弹力,抵紧螺母,使其不易脱落，受力时起到一定量的缓冲保护作用。

实施例5

与上述实施例不同的是，本方案中的控制变压器还包括两根夹条3，分别设置在硅钢片1两侧，夹条3的两端分别固定在两个上螺栓5上，所述上螺栓5穿过夹条3后再穿过硅钢片上的第一通孔，对硅钢片进行固定。

所述夹条包括长条段31、弯曲段32、水平段33，所述长条段的任一侧依次设有所述弯曲段、水平段，所述长条段所在平面与水平段所在平面平行，长条段所在平面高于水平段所在平面。夹条不是采用传统单一的水平条结构，提高了装配的便捷性，增加了安装接线盒的安装空间，使得接线盒可以滑动安装在长条段，也便于在夹条一侧螺栓、垫圈安装装配过程中(移动接线盒到另一侧)便捷性。

在每根夹条上设置至少1个接线盒7。接线盒7与夹条滑动设置，便于拆卸安装。

实施例6

与上述实施例不同的是，本方案的控制变压器还包括设置在e形铁芯同一侧面上的两个下螺栓6之间的支架4。

在支架4两侧对称开有安装孔41。安装孔采用长圆形为最佳，便于调整变压器的安装位置。

实施例7

与上述实施例不同的是，本实施例的骨架2采用一种特殊结构。

具体如图1、图2、图3和图7所示，在骨架2上的凹槽24,凹槽24的底部为圆弧形(半圆形最佳)。形成齿槽的梳齿25端部为圆弧状，半圆形最佳。

齿槽的内边缘，具体指上平板和/或下平板远离柱体的表面上，设有主加强筋26，主加强筋设于上平板和/或下平板的外表面位于齿槽的根部一侧，且长度l2小于或等于所在上平板和/或下平板的边缘长度l1。

形成齿槽的任意梳齿25的上表面设有副加强筋27，所述副加强筋27的端部与主加强筋26相接。

副加强筋截面为三角形，位于梳齿的外端部一侧271的高度低于靠近主加强筋的一侧272的高度。

在主加强筋与副加强筋之间还设有从加强筋28，从加强筋的高度小于主加强筋的高度，副加强筋与从加强筋交叉，且副加强筋的端部与主加强筋侧面261顶触。其中，主加强筋与副加强筋、从加强筋的高度都高出上平板21、下平板22所在的平面。

骨架一般采用pbt、pet或尼龙材质，设置加强筋有效提高了安装或引线过程中骨架的牢固度。

骨架中的梳齿25中，位于最外侧的两个端部梳齿251的横截面为多边形结构，多边形结构包括平行的长边2511与短边2513，连接长边与短边的弧形边2512，长边2511为凹槽24的内边，弧形边、短边构成了端部梳齿的外边缘，该设置提高了绕线安装、及e铁芯上部的i铁芯、夹条的安装方便性及安全性，避免划伤漆包线，为螺栓、垫圈、地焊片等安装提高了空间。

本实施例多处结构采用圆弧形设置，为了减少绕线或者引线时对漆包线产生的磨损，提高使用寿命。

实施例8

一种上述实施例中控制变压器的制造方法，如图1-7所示，包括以下步骤：

1.初级绕设，将第一漆包线的线头用黄蜡套管套好，线头设置在工字形骨架上部的初级组一侧的1a柱上；第一漆包线绕工字形骨架的柱体绕设n1(n1为整数)圈后，抽头套设黄蜡套管后引出到初级组一侧的2a柱上；第一漆包线继续缠绕工字形骨架的柱体绕设n2(n2为整数)圈后，抽头套设黄蜡套管后引出到初级组一侧的3a柱上；第一漆包线继续缠绕工字形骨架的柱体绕设n3(n3为整数)圈后，抽头套设黄蜡套管后引出到初级组一侧的4a柱上；第一漆包线继续缠绕工字形骨架的柱体绕设n4(n4为整数)圈后，抽头套设黄蜡套管后引出到初级组一侧的5a柱上；第一漆包线继续缠绕工字形骨架的柱体绕设n5(n5为整数)圈后，第一漆包线的尾部套设黄蜡套管后引出到初级组一侧的6a柱；其中，n1>n2>n3>n4>n5；如图4中(1)所示；

2.在初级绕组外周上裹至少一层绝缘胶带、至少一层绝缘聚脂薄膜、至少一层dmd绝缘纸；

3.第一次级绕设，将第二漆包线的线头用黄蜡套管套好，线头设置在工字形骨架上部的初级组一侧的7b柱上；用第二漆包线绕工字形骨架的柱体绕设n6(n6为整数)圈后，抽头套设黄蜡套管后引出到次级租一侧的8b柱上；用第二漆包线绕工字形骨架的柱体绕设n7(n7为整数)圈后，线尾套设黄蜡套管后引出到次级租一侧的9b柱上；其中，n1>n6＞n7；如图4中(2)所示；

4.将第一次级的第二漆包线绕组外周上包裹至少一层绝缘胶带、至少一层dmd绝缘纸；

5.第二次级绕设，将第三漆包线的线头用黄蜡套管套好，线头设置在工字形骨架上部的次级组一侧的10b柱上；用第三漆包线绕工字形骨架的柱体绕设n8(n8为整数)圈后，线尾套设黄蜡套管后引出到次级租一侧的11b柱上；其中，n1>n8；如图4中(3)所示；

6.将第二次级的第三漆包线绕组外周上包裹至少一层绝缘胶带、至少一层dmd绝缘纸；

7.将骨架柱体外周再包裹一层绝缘胶带，将骨架柱体的中空部分穿过e形铁芯的中柱，i形铁芯、工字形的骨架和e形铁芯由上至下依次设置；

8.i形铁芯为若干片i形硅钢片叠加而成，i形硅钢片两端都开设有第一通孔，上螺栓穿过该第一通孔固定所有的i形硅钢片，夹条的两端分别套设在在两个上螺栓的同一侧上；

9.e形铁芯为若干片e形硅钢片叠加而成，e形硅钢片两端都开设有第二通孔，下螺栓穿过该第二通孔固定所有的e形硅钢片，支架的两端分别套设在在两个下螺栓的同一侧上；在初级绕组的线头位置的第一螺柱头部与i形铁芯之间设有焊片头朝下的地焊片；

10.在初级、次级所在侧的夹条上分别设置用于线头、抽头、线尾连接的接线盒；

11.在上螺柱5的头部(和/或下螺栓6的头部)与硅钢片1之间设置第一垫片，第一垫片包括胶木垫圈91、平垫92，硅钢片1、胶木垫圈91，平垫92、上螺栓5的头部和/或下螺栓6的头部依次设置；在上螺柱尾部和/或下螺栓6的尾部设置上螺母51(和/或下螺母61)，在上螺母51(和/或下螺母61)与与e形硅钢片之间设置第二垫片，第二垫片包括胶木垫圈91、平垫92、弹垫93，所述硅钢片1、胶木垫圈91、平垫92、弹垫93、上螺母51(和/或下螺母61)依次设置。

本方案的变压器通过初级绕组、次级绕组之间设置绝缘胶带、dmd绝缘纸等达到了更安全及层间或绕组间增加绝缘，在整个绕组外包设绝缘胶带也避免了划伤漆包线。

实施例9

作为实施例8进一步的一种具体实施方式，控制变压器的制作方法如下：

1.初次级全部穿黄蜡套管套管外露10mm,抽头和结尾全部胶带压尾,初级1a头开始直到6a尾用0.90线共绕504t(t代表绕设的匝数或圈数),绕好后包73mm蓝胶带一层,0.05mm薄膜二层和0.13mmdmd纸一层隔离,两侧拉65g3mm无纺布胶带各四层；

2.次级127v抽头绕组先绕7b头到9b尾1.00线共绕158t,绕好后包73mm蓝胶带一层和0.13dmd纸一层,两侧拉65g3mm无纺布胶带各四层；

3.再绕220v绕组10b头到11b尾1.00线绕273t,绕好后外包73mm蓝胶带一层后再外包黑绝缘纸二层；

4.骨架边缘包蓝胶带一层,硅钢片用470白片,安装用支架,孔距(135×101)-φ7×25,螺杆用m5×80,螺帽在次级侧,垫φ5t型垫圈、平垫、弹垫；硅钢片外涂灰漆,所有引出线穿黑色热缩管后焊上接线盒；

5.初级起头侧装6.3接地焊片,初级引出装橙色sup4带保险管和sup4/2及sup4/3各一个接线盒,次级引出装灰色sup4带保险管二个和sup4/1及sup4/2各一个接线盒。

实施例10

与上述实施例不同的是，本方案中的e形硅钢片的正面上，具体为侧柱与横柱相连处开有第一通孔，第一通孔设有第一凸缘，第一凸缘设置e形硅钢片的背面，这样使得e形硅钢片叠加时，能直接准确定位叠加，避免e形硅钢片的叠加发生错位。

i形硅钢片的正面设有第二通孔，第二通孔设有第二凸缘，第二凸缘设置e形硅钢片的背面。该设置使得多个i形硅钢片叠加时能准确叠加

i形硅钢片的下表面两端分别开有凹槽，所述凹槽用于容纳e形硅钢片的侧柱的上端部。使得多个i形硅钢片与i形硅钢片扣合时，侧柱的上端部能直接插入凹槽内，在安装过程中无需手工用螺栓来初步的固定后再进行其他工序。

凹槽与侧柱的上端部为间隙配合。

在全部部件安全完成后，再用螺栓、各种垫片等穿过第一通孔或者第二通孔进行最后紧固固定即可。

e形硅钢片中的中柱可以设置为低于侧柱。最佳为中柱的高度大于1/2的侧柱高度。重复利用原料，降低硅钢片成本。

实施例11

与实施例10不同的是，本方案的e形硅钢片、i形硅钢片采用的硅钢片采用si-fe合金钢，该si-fe合金钢的组分及百分比如下：

本合金钢具有较高强度，导磁性良好。

作为优选的，上述合金钢中还包括了乙二胺四乙酸0.015％。

本发明的变压器可用于电梯设备或其他供电变压设备中，有效提高了供电的可靠性及安全性。

以上为本发明的优选实施方式，并不限定本发明的保护范围，对于本领域技术人员根据本发明的设计思路做出的变形及改进，如e形铁芯与i形铁芯倒置设置等结构，都应当视为本发明的保护范围之内。