一种充电机集成节能环保变压器的制作方法

本实用新型涉及变压器技术领域，具体是一种充电机集成节能环保变压器。

背景技术：

充电机是采用高频电源技术，运用先进的智能动态调整充电技术，它采用恒流/恒压/小恒流智能三个阶段充电方式，其从用途上来分可以大体分为：叉车充电机、电动车充电机、智能充电机、浮充充电机及可调充电机，前三种充电机比较类似，第四种充电机具有恒压限流功能，可用于启动性负载如柴油发电机不会损坏充电机，及广泛应用于发电机，泵业，通讯系统，铁路系统，UPS，电力系统，直流不间断电源等电池的自动浮充，以保证电池不过充，不欠充，第五种充电机广泛应用于电池生产厂的极板化成，电池的初充电及用户的多组电池充电，如汽修厂，发电厂，电瓶商店，铁路系统，通讯系统等。

充电机广泛应用在我国华北地区，机器内部电力器件（如变压器、电感、电容器等）都较大，一般在带载较大运行时存在噪声。

充电机中的变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯），其主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。变压器按用途可以分为：电力变压器和特殊变压器（电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等）。电路符号常用T当作编号的开，例: T01, T201等。

现有的充电机中的变压器使用时，由于变压器自身的温度高，极易由于热量的集中造成失火现象，损坏变压器，降低变压器的使用寿命，且其在工作过程中噪声大，散发出的物质本身造成周围环境污染高，使放置在其周围的设备使用寿命低，无形中增加使用成本，不利于变压器的发展。

技术实现要素：

本实用新型是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种充电机集成节能环保主变压器，该节能环保变压器安全性能好，能够有效防止火灾发生的同时减少对周围环境的污染，在工作过程中低损耗、低噪音，节能效果明显，有利于提高企业的市场适应性和变压器等产品的竞争力，有利于变压器的使用和发展。

为了实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案:一种充电机集成节能环保变压器，包括外壳，所述外壳内灌注有硅胶，硅胶形成硅胶保护层；所述外壳内集成有主变压器、谐振电感和温度传感器，所述温度传感器安装于所述主变压器上，所述温度传感器与外壳外部设置的降温装置电性连接；所述主变压器包括上磁芯和下磁芯，所述上磁芯和下磁芯相对设置，上磁芯和下磁芯中心均设有中心柱，所述上磁芯的中心柱上绕制电感线圈，所述下磁芯的中心柱上绕制主变压器线圈；所述外壳固定于充电机。

作为本实用新型的一种优选方案，所述主变压器、谐振电感和温度传感器整体表面外设有绝缘漆。

作为本实用新型的一种优选方案，所述主变压器、谐振电感和温度传感器位于所述硅胶保护层下方的外壳内。

作为本实用新型的一种优选方案，所述上磁芯和下磁芯均采用PQ磁芯。

作为本实用新型的一种优选方案，所述电感线圈与主变压器线圈均采用多股漆包圆铜线。

作为本实用新型的一种优选方案，所述外壳由铝制材料制成。

作为本实用新型的一种优选方案，所述外壳为四方体结构，所述外壳的四个角处固定有安装板，所述安装板与充电机相连。

作为本实用新型的一种优选方案，所述安装板与外壳一体成型。

作为本实用新型的一种优选方案，所述安装板上设有安装孔，所述安装孔内穿设有锁紧螺栓。

作为本实用新型的一种优选方案，所述安装孔为沉头螺孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：本实用新型中的充电机集成节能环保变压器，通过设置外壳并在外壳内灌注硅胶形成硅胶保护层，将主变压器、谐振电感和温度传感器等封装在硅胶保护层内，能够有效保证主变压器在使用过程中的安全，降少火灾的发生，且避免主变压器产生的物质对周围环境造成影响，有效降低主变压器工作过程中的噪音和损耗，节能环保效果明显，有利于该主变压器在市场上的推广及应用，进一步提高了企业的市场适应性。

附图说明

图1是本实施例中充电机集成节能环保主变压器的结构示意图；

图2是本实施例中充电机集成节能环保主变压器的结构示意图；

图3是本实施例中充电机集成节能环保主变压器中磁芯的结构示意图；

图4是本实施例中充电机集成节能环保主变压器中外壳的结构示意图。

附图标记：1、外壳；2、主变压器；20、中心柱；21、上磁芯；22、下磁芯；31、电感线圈；32、主变压器线圈；4、硅胶保护层；5、安装板；51、安装孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例作详细说明。

实施例：如图1至图4所示，一种充电机集成节能环保变压器，包括包装在主变压器外部的外壳1，外壳1内部集成有主变压器2、谐振电感和温度传感器，外壳1固定在充电机上，以便主变压器的安装，且将三者集成在外壳1内部能够有效缩小该主变压器的体积，减少对空间的占用。

谐振电感是在谐振电路里与电容产生并联或串联谐振的电感，谐振，即物理的简谐振动，物体的加速度在跟偏离平衡位置的位移成正比，且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动，其动力学方程式是F=-kx，一般应用于收音机，谐振的现象是电流增大和电压减小，越接近谐振中心，电流表电压表功率表转动变化快，但是和短路的区别是不会出现零序量。

电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗，也就是电感，单位是“亨利（H）”，以美国科学家约瑟夫·亨利命名，电感是导线内通过交流电流时，在导线的内部及其周围产生交变磁通，导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。变化中的电流会产生磁场，而变动的磁场会感应出电动势，其线性关系的参数，我们称为电感。

在含有电容和电感的电路中，如果电容和电感并联，可能出现在某个很小的时间段内，电容的电压逐渐升高，而电流却逐渐减少，与此同时，电感的电流却逐渐增加，电感的电压却逐渐降低。而在另一个很小的时间段内，电容的电压逐渐降低，而电流却逐渐增加，与此同时，电感的电流却逐渐减少，电感的电压却逐渐升高。电压的增加可以达到一个正的最大值，电压的降低也可达到一个负的最大值，同样电流的方向在这个过程中也会发生正负方向的变化，此时我们称为电路发生电的振荡。

到达谐振的条件：

电路振荡现象可能逐渐消失，也可能持续不变地维持着。当震荡持续维持时，我们称之为等幅振荡，也称为谐振。谐振时间电容或电感两端电压变化一个周期的时间称为谐振周期，谐振周期的倒数称为谐振频率。所谓谐振频率就是这样定义的。它与电容C和电感L的参数有关，即：f=1/（2*π*√LC），相应的角频率w=2*π*f=1/√LC。

在电磁兼容范畴里面的谐振的由来：

电容在高频时会由于分布参数的作用，存在引线电感，而这个电感与电容就构成了串联谐振的条件，实际电容都存在某一谐振频点，在这个频率点之前，电容呈容性，而在这个频点之后，呈感性。因为存在自谐振，所以在谐振频点之前，阻抗随频率升高而降低，而在谐振频点之后，阻抗随频率升高而升高，因此，采用电容滤波时所要滤除的频点首先要在谐振频点之前，另外在谐振频点附近。实际中电容的引线电感受很多因素影响，如引脚长度，过孔，PCB布线等。谐振是由于电路里的电容带来的，会干扰电路，因此，设置谐振电感能够清晰感知主变压器中电压通过的情况，降低主变压器损坏的概率。

当主变压器2的初级绕组通电后，线圈所产生的磁通在磁芯流动，因为磁芯本身也是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感应电势，这个电势在芯的断面上形成闭合回路并产生电流，形成“涡流”，“涡流”使主变压器2的损耗增加，并且使主变压器2的磁芯发热，主变压器2的温度升高增加，由“涡流”所产生的损耗称为“铁损”，绕制主变压器需要用导体是铜线，这些铜导线存在着直流电阻，电流流过时电阻会消耗一定的功率，这部分损耗往往变成热量而消耗，我们称这种损耗为“铜损”，主变压器的温升主要由铁损和铜损产生的。

为了避免主变压器2上的温度过高对主变压器2的使用造成影响，温度传感器设置在主变压器2上，用来时刻检测主变压器2上的温度变化情况，温度传感器可以采用热电阻温度传感器，热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的一种传感器温度计，热电阻温度传感器分为金属热电阻和半导体热敏电阻两大类，热电阻广泛用于测量-200℃～+850℃范围内的温度，少数情况下，低温可测至1K，高温达1000℃。热电阻传感器由热电阻、连接导线及显示仪表组成，热电阻也可以与温度变送器连接，将温度转换为标准电流信号输出，用于制造热电阻的材料应具有尽可能大和稳定的电阻温度系数和电阻率，输出最好呈线性，物理化学性能稳定，复线性好等，目前最常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻，还可在主变压器2上设置红外线检测装置，只需对准主变压器2上的某点照射，就可测出被测点的温度，且温度值精确度高，使用安全方便。

温度传感器与外部的降温装置或者断电装置相连，降温装置的设置能够有效降低主变压器2上的温度，若不能及时处理，可通过断电装置对主变压器2采取断电措施，能够有效保护主变压器2不因温度过高而造成损坏，降低主变压器2的使用寿命。

主变压器2、谐振电感和温度传感器在真空状态下浸渍绝缘漆后放置在外壳1内，绝缘浸渍漆是电气产品绕组绝缘三大主要绝缘材料之一 ，通过浸渍工序绝缘漆渗透 、填充到线圈、线槽或其他绝缘物的空隙和气孔中，然后经过固化将线圈导线粘结为绝缘整体，并在其表面形成连续的绝缘层，提高介电性能、力学性能、导热性能和防护性能 。

绝缘材料耐热等级中的温度是指电机、电器和主变压器绝缘结构中最热点极限温度，电机、电器和主变压器在运行中，各种环境因素同时起作用，如温度、湿度、电场机械震动、氧气等，而温度通常是对绝缘材料和绝缘结构老化起支配作用的因素。因此，耐热等级评定是一种实用 、被世界公认的耐热性分级方法 ，绝缘材料的耐热等级以正常运行条件下所作用的各种因素为基础，对于特殊环境条件下绝缘材料的耐热等级应根据实验进行确定。

将上述经真空浸渍绝缘漆后的主变压器2、谐振电感和温度传感器放置在外壳1之后再通过向外壳1内灌注硅胶，形成硅胶保护层4，硅胶保护层4是通过加层型液体硅橡胶形成，加成型液体硅橡胶是硅橡胶中档次较高的一类品种，首先，加成型硅橡胶与缩合型硅橡胶比较，它具有硫化过程不产生副产物、收缩率极小、能深层硫化等优点，在高温下的密封性也比缩合型的好，其次，加成型液体硅橡胶还有一个突出优点：工艺简便、成本低廉，这是由于液体硅橡胶分子量小、粘度低、加工成型方便，可省去混炼、预成型、后整理等工序，容易实现自动化，并可节省能源和劳动力，生产周期短且效率高。所以，虽然加成型液体硅橡胶的原料价格比普通硅橡胶略高，但总成本却比普通硅橡胶低，特别是制造小件产品时更显出其此方面的优越性。加成型液体硅橡胶和普通硅橡胶的性能比较，加成型液体硅橡胶和普通加成型硅橡胶一样，在使用时也有非常重要的禁忌，即不能接触：含有N、P、S等元素的有机物，含有Sn、Pb、Hg、Bi、As等重金属的离子性化合物及含炔基等不饱和键的有机化合物，这些物质都会使铂催化剂中毒失去催化能力。

硅胶保护层4的形成具有耐温度高，降低温度对主变压器2的影响，能够耐老化，保证封装在硅胶保护层4下的主变压器2的使用寿命，降低使用成本，耐强紫外线，不容易变黄，保证产品的外观，具有稳定的化学性能，保证对主变压器2的保护效果。

主变压器2包括上磁芯21和下磁芯22，上磁芯21和下磁芯22相对设置，上磁芯21和下磁芯均设有中心柱20，即上磁芯21上的中心柱20的端面与下磁芯21上的中心柱20的端面相抵接，上磁芯21的中心柱20上绕制有电感线圈31，下磁芯22的中心柱20上绕制主变压器线圈32，将主变压器2与谐振电感集成起来，不仅减小了磁芯的体积、损耗，而且还可以实现电流零纹波，大大减小EMI，不仅安全可靠，而且又提高了整体性能。

上磁芯21和下磁芯22均采用PQ磁芯，PQ磁芯的磁芯截面积大，推动率也大，效率高，且其散热性能好，可有效减少热量在主变压器2上的堆积，降低热量对主变压器2的影响。

由于主变压器2在使用过程中会产生趋肤效应，趋肤效应是当导体中有交流电或者交变电磁场时，导体内部的电流分布不均匀，电流集中在导体的“皮肤”部分，也就是说电流集中在导体外表的薄层，越靠近导体表面，电流密度越大，导线内部实际上电流较小，结果使导体的电阻增加，使它的损耗功率也增加的现象，为了解决有效减缓趋肤效应对主变压器2的影响，电感线圈31与主变压器线圈32均采用多股漆包圆铜线，可视功率大小来确定线圈的圈数，多股漆包圆铜线具有耐热性优，软化击穿及热冲击优等优点，能够有效保证线圈的使用寿命，降低使用成本。

外壳1由铝制材料制成，还可在外壳1与主变压器2之间设置由铝制材料制成的散热片，可以对外壳1底部起到很好的散热功能、降低外壳1及外壳1内主变压器2的温度。

为了方便将外壳1固定在充电机上，可将外壳1设置成四方体结构，在外壳1的四个角处设置有安装板5，通过安装板5与充电机相连，为了保证安装板5与外壳1连接处的结构强度，上述安装板5可与外壳1一体成型，安装板5上设有安装孔51，上述安装孔51内穿设有锁紧螺栓，为了避免锁紧螺栓对其他设备造成磨损，上述安装孔51为沉头螺孔，锁紧螺栓上的头部可嵌设在沉头螺孔内。

本实施例中的充电机集成节能环保主变压器，通过设置外壳并在外壳内灌注硅胶形成硅胶保护层，将主变压器、谐振电感和温度传感器等封装在硅胶保护层内，能够有效保证主变压器在使用过程中的安全，减少火灾的发生，且避免主变压器产生的物质对周围环境造成影响，有效降低主变压器工作过程中的噪音和损耗，节能环保效果明显，有效提高了企业的市场适应性和产品的竞争能力。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

尽管本文较多地使用了图中附图标记：1、外壳；2、主变压器；20、中心柱；21、上磁芯；22、下磁芯；31、电感线圈；32、主变压器线圈；4、硅胶保护层；5、安装板；51、安装孔等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。