一种低涡流损耗变压器的制作方法

本发明涉及变压器技术领域，具体涉及一种低涡流损耗变压器。

背景技术

如图1所示，传统的变压器是采用在磁芯中柱开气隙来调节电感量，具体的为调节上下两个磁芯中柱的高度，使两个磁芯中柱之间形成空隙7；但此类型的变压器，涡流损耗大，这会导致磁芯和线圈的温升加剧，严重影响产品性能效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供了一种低涡流损耗变压器，采用多个气隙板和多个条形磁芯间隔层叠组成的中柱磁芯块代替传统的空隙，涡流损耗小，温升降低，效率更高。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种低涡流损耗变压器，包括底板、第一磁芯、第二磁芯、绕组、多个气隙板和多个条形磁芯；所述第一磁芯的两侧均设有第一侧柱；所述第二磁芯的两侧均设有第二侧柱；所述第一磁芯的中央设有第一中柱连接点；所述第二磁芯的中央设有第二中柱连接点；气隙板和条形磁芯间隔层叠形成中柱磁芯块；所述绕组绕设在所述中柱磁芯块的外侧；所述中柱磁芯块的上端与所述第一中柱连接点连接，所述中柱磁芯块的下端与所述第二中柱连接点连接；所述第二磁芯设于所述底板上。

本发明进一步设置为，所述低涡流损耗变压器还包括用于加强第一磁芯和第二磁芯连接强度的连接件；所述连接件包括固定块、转轴、连接杆以及设于所述底板上的卡槽；所述固定块与所述第一磁芯连接；所述连接杆的一端通过转轴与固定块铰接，所述连接杆的另一端与所述卡槽卡接。

本发明进一步设置为，所述转轴为弹性材料；所述转轴设有弹性条形槽；所述转轴靠近弹性条形槽的一端设有凸环；所述转轴上还设有用于固定所述连接杆的限位块。

本发明进一步设置为，所述连接件有两组；两组连接件分别位于所述低涡流损耗变压器的两侧。

本发明进一步设置为，所述卡槽的内壁设有与所述连接杆抵靠的凸块。

本发明进一步设置为，多个条形磁芯的材料为锰锌铁氧体。

本发明中，所述锰锌铁氧体由如下重量百分比原料组成：

本发明的铁氧体磁芯为锰锌铁磁芯，通过对mn、zn、al、mg、cu、sr、co、y、bi、ti和cr合理复配以及进行适当的用量调整，可以使制得的铁氧体磁芯具有低损耗、高电阻、高磁导率和高居里点的优点，作为本发明高稳定性车载变压器的磁芯材料尤为合适。

其中，本发明中加入的al2o3、mgo和cuo可以提高填充晶格间隙，提高铁氧体磁芯的致密性，提高电阻率从而降低介电损耗，虽然会造成居里点的降低，但是通过加入coo以及控制氧化锌的用量，可以使铁氧体磁芯仍具有较高的居里点；此外，本发明加入的y2o3可以细化晶粒，提高电阻，降低磁损耗，并且通过加入sro和cr2o3可以弥补加入y2o3带来的磁导率下降，加入bi2o3和tio2可以促使晶核生长成稳定晶体，并消除内部缺陷，提高铁氧体磁芯的居里点。因而综上，本发明的铁氧体磁芯具有低损耗、高电阻、高磁导率和高居里点的优点。

进一步地，本发明的铁氧体磁芯通过如下步骤制得：

(1)球磨：按配方量取fe2o3、mn3o4、zno、al2o3、mgo进行混合后进行干法球磨，得到主体粉料；

(2)预烧：将步骤(1)得到的主体粉料升温至900-930℃，保温1-2.5h，得到预烧料；

(3)造粒：将步骤(2)得到的主体粉料以及配方量的cuo、sro、coo、y2o3、bi2o3、tio2、cr2o3加入到pva水溶液中，进行湿法球磨，然后进行喷雾造粒，得到磁粉，所述pva水溶液的质量分数为7％-9％，pva水溶液的用量为主体粉料的3.5-4.5重量倍；

(4)烧结：将步骤(3)得到的磁粉进行压制成型后，升温至500-700℃，保温1-2h，再升温至1200-1300℃，保温3-5h，然后降温，即得到所述铁氧体磁芯。

本发明首先通过对fe2o3、mn3o4、zno、al2o3、mgo进行球磨预烧后，得到具有基础铁氧体结构的主体粉料，利于后续烧结过程中其余金属的掺杂，将相应的金属离子引入到铁氧体结构中，从而改善磁芯的磁性能；本发明烧结过程分为二次升温，第一次升温是为了去除pva水溶液，第二阶段升温是为了促使离子取代反应的进行，从而使磁芯具有低损耗、高电阻、高磁导率和高居里点的优点。

其中，步骤(4)中，升温至500-700℃时的升温速率为3.5-4.5℃/min，升温至1200-1300℃时的升温速率为2.5-3.5℃/min，降温过程依次为以2-3℃/min的降温速率降至900-1000℃、以3-5℃/min的降温速率降至300-400℃，然后自然降温。

本发明通过对升温速率、保温时间和降温速率进行控制，可使第一次升温保温过程中对pva溶液的有效去除并且维持磁芯的致密性，而在经过第二次升温、保温和降温后，从xrd结果分析可知，铁氧体磁芯形成了稳定的特征衍射峰，并且具有较为稳定的晶相结构，金属离子之间发生有效的取代，从而制得的铁氧体磁芯有低损耗、高电阻、高磁导率和高居里点的优点。

本发明的有益效果是：采用多个气隙板和多个条形磁芯间隔层叠组成的中柱磁芯块代替空隙，涡流损耗小，温升降低，效率更高；通过设置连接件，能使第一磁芯和第二磁芯更好的固定在底板上，加强变压器的抗震能力。

附图说明

利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为传统变压器的磁芯的结构示意图。

图2为本发明的爆炸图。

图3为本发明的组装前的侧视图。

图4为本发明的组装后的侧视图。

图5为图3中a部分放大示意图

其中：1-第一磁芯；2-第二磁芯；3-底板；4-绕组；51-气隙板；52-条形磁芯；11-第一侧柱；21-第二侧柱；12-第一中柱连接点；22-第二中柱连接点；5-中柱磁芯块；61-固定块；62-转轴；63-连接杆；64-卡槽；65-弹性条形槽；66-限位块；67-凸块；7-空隙；68-凸环。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

实施例1

如图2-4所示，本实施例所述的一种低涡流损耗变压器，包括底板3、第一磁芯1、第二磁芯2、绕组4、多个气隙板51和多个条形磁芯52；所述第一磁芯1的两侧均设有第一侧柱11；所述第二磁芯2的两侧均设有第二侧柱21；所述第一磁芯1的中央设有第一中柱连接点12；所述第二磁芯2的中央设有第二中柱连接点22；气隙板51和条形磁芯52间隔层叠形成中柱磁芯块5；所述绕组4绕设在所述中柱磁芯块5的外侧；所述中柱磁芯块5的上端与所述第一中柱连接点12连接，所述中柱磁芯块5的下端与所述第二中柱连接点22连接；所述第二磁芯2设于所述底板3上。

如图3所示，多个气隙板51和多个条形磁芯52间隔层叠组成了中柱磁芯块5。采用中柱磁芯块5代替空隙7，涡流损耗小，温升降低，效率更高。

如图2-5所示，本实施例所述的一种低涡流损耗变压器，所述低涡流损耗变压器还包括用于加强第一磁芯1和第二磁芯2连接强度的连接件；所述连接件包括固定块61、转轴62、连接杆63以及设于所述底板3上的卡槽64；所述固定块61与所述第一磁芯1连接；所述连接杆63的一端通过转轴62与固定块61铰接，所述连接杆63的另一端与所述卡槽64卡接。

由于转轴62通过固定块61固定在第一磁芯1上，所以连接杆63的另一端沿转轴62转动至底板3上的卡槽64的位置时，能使第一磁芯1、第二磁芯2和底板3三者连接在一起。

如图5所示，本实施例所述的一种低涡流损耗变压器，所述转轴62为弹性材料；所述转轴62设有弹性条形槽65；所述转轴62靠近弹性条形槽65的一端设有凸环68；所述转轴62上还设有用于固定所述连接杆63的限位块66。

连接杆63上设有用于与转轴62插接的通孔，在将连接杆63安装至转轴62上的时候，将转轴62对准该通孔插入，此时设于转轴62上的弹性条形槽65，转轴62连同凸环68一起被挤压形变，使得通孔顺利插入转轴62，这即能使连接杆63安装在转轴62上，连接杆63安装在转轴62上后，凸环68能防止连接杆63脱离转轴62；通过设置限位块66能固定连接杆63在转轴62上的位置。

如图2所示，本实施例所述的一种低涡流损耗变压器，所述连接件有两组；两组连接件分别位于所述低涡流损耗变压器的的两侧。将两组连接件设置在的两侧，能加强连接强度。

如图2所示，本实施例所述的一种低涡流损耗变压器，所述卡槽64的内壁设有与所述连接杆63抵靠的凸块67。用于加强卡接强度。

如图2-5所示，本实施例所述的一种低涡流损耗变压器，多个条形磁芯52的材料为锰锌铁氧体。效率更高。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：本发明中，所述锰锌铁氧体由如下重量百分比原料组成：

进一步地，本发明的铁氧体磁芯通过如下步骤制得：

(1)球磨：按配方量取fe2o3、mn3o4、zno、al2o3、mgo进行混合后进行干法球磨，得到主体粉料；

(2)预烧：将步骤(1)得到的主体粉料升温至915℃，保温1.7h，得到预烧料；

(3)造粒：将步骤(2)得到的主体粉料以及配方量的cuo、sro、coo、y2o3、bi2o3、tio2、cr2o3加入到pva水溶液中，进行湿法球磨，然后进行喷雾造粒，得到磁粉，所述pva水溶液的质量分数为8％，pva水溶液的用量为主体粉料的4重量倍；

(4)烧结：将步骤(3)得到的磁粉进行压制成型后，升温至600℃，保温1.5h，再升温至1250℃，保温4h，然后降温，即得到所述铁氧体磁芯。

其中，步骤(4)中，升温至600℃时的升温速率为4℃/min，升温至1250℃时的升温速率为3℃/min，降温过程依次为以2.5℃/min的降温速率降至950℃、以4℃/min的降温速率降至350℃，然后自然降温。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于：本发明中，所述锰锌铁氧体由如下重量百分比原料组成：

进一步地，本发明的铁氧体磁芯通过如下步骤制得：

(1)球磨：按配方量取fe2o3、mn3o4、zno、al2o3、mgo进行混合后进行干法球磨，得到主体粉料；

(2)预烧：将步骤(1)得到的主体粉料升温至900℃，保温1h，得到预烧料；

(3)造粒：将步骤(2)得到的主体粉料以及配方量的cuo、sro、coo、y2o3、bi2o3、tio2、cr2o3加入到pva水溶液中，进行湿法球磨，然后进行喷雾造粒，得到磁粉，所述pva水溶液的质量分数为7％，pva水溶液的用量为主体粉料的3.5重量倍；

(4)烧结：将步骤(3)得到的磁粉进行压制成型后，升温至500℃，保温1h，再升温至1200℃，保温3h，然后降温，即得到所述铁氧体磁芯。

其中，步骤(4)中，升温至500℃时的升温速率为3.5℃/min，升温至1200℃时的升温速率为2.5℃/min，降温过程依次为以2℃/min的降温速率降至900℃、以3℃/min的降温速率降至300℃，然后自然降温。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于：本发明中，所述锰锌铁氧体由如下重量百分比原料组成：

进一步地，本发明的铁氧体磁芯通过如下步骤制得：

(1)球磨：按配方量取fe2o3、mn3o4、zno、al2o3、mgo进行混合后进行干法球磨，得到主体粉料；

(2)预烧：将步骤(1)得到的主体粉料升温至930℃，保温2.5h，得到预烧料；

(3)造粒：将步骤(2)得到的主体粉料以及配方量的cuo、sro、coo、y2o3、bi2o3、tio2、cr2o3加入到pva水溶液中，进行湿法球磨，然后进行喷雾造粒，得到磁粉，所述pva水溶液的质量分数为9％，pva水溶液的用量为主体粉料的4.5重量倍；

(4)烧结：将步骤(3)得到的磁粉进行压制成型后，升温至700℃，保温2h，再升温至1300℃，保温5h，然后降温，即得到所述铁氧体磁芯。

其中，步骤(4)中，升温至700℃时的升温速率为4.5℃/min，升温至1300℃时的升温速率为3.5℃/min，降温过程依次为以3℃/min的降温速率降至1000℃、以5℃/min的降温速率降至400℃，然后自然降温。

实施例5

本实施例与实施例2的区别在于：降温过程完全为置于室温的自然降温。

本发明对实施例2-5的铁氧体磁芯进行性能，测试结果如下：

由上表可知，本发明采用的铁氧体磁芯具有高磁导率、低损耗和高居里温度的优点，并且温度的变化对功耗的影响较少，铁氧体磁芯具有较好的稳定性；此外，通过实施例2和实施例5的对比可知，降温过程的控制对铁氧体磁芯的性能也有较大的影响，室温冷却由于起始降温速率较快，容易导致铁氧体晶相结构的缺陷产生，从而导致磁性能的降低。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。