变压器的制作方法

本实用新型涉及变压器领域，尤其涉及一种具有内置电感结构的变压器。

背景技术：

变压器是工业领域中的一种重要部件。例如，在变频器系统中需要采用预充电变压器，其主要用于在系统启动前对变频器单元中的电容器进行充电。目前，预充电变压器一般都采用上下交错式排列结构设计来实现。但，这种上下交错式结构设计会引起三相电抗不平衡的问题。进而，在变压器运行时，中间相的电压输出能力会明显弱于两侧相的电压，造成三相绕组的发热不均衡。

作为一个示例，一种现有的变频器系统中采用一台大容量的双分裂预充电变压器。这种双分裂预充电变压器采用上下交错式结构设计，将原边线圈设置于中间，两组副边线圈分别排在原边线圈的上方和下方，这样才能实现两组副边的输出相同运行。但，这种结构设计无法解决阻抗不平衡的问题。此外，这种结构设计为保证线圈电气绝缘要求，还必然使得预充电变压器的高度增加，对生产工艺提出更苛刻的要求。

技术实现要素：

针对上述需求，本实用新型提出了一种全新的内置电感结构的变压器设计。首先，根据本实用新型，线圈采用内外排列结构设计，在磁关系上能实现全耦合，耦合系数能达到1，因此磁势更平衡。其次，本实用新型还在内外线圈之间增加一个电抗器铁芯，对于内线圈磁场而言，该电抗器铁芯的磁阻非常大，可以提供足够大的电抗风量，进而实现高电抗要求。

具体的，本实用新型提供了一种变压器，包括：

第一铁芯；

第一线圈，围绕所述第一铁芯；

第二铁芯，与所述第一铁芯并排设置，且所述第二铁芯位于所述第一线圈之外；以及

第二线圈和第三线圈，所述第二线圈和第三线圈彼此平行设置，且各自围绕所述第一铁芯、第一线圈和第二铁芯。

本实用新型的变压器采用线圈内外排列。该排列结构在磁性关系上能实现全耦合，磁势更平衡。此外，由于本实用新型采用了双分裂结构设计的副边线圈，该变压器可以很好的解决将两台独立的预充电变压器合为一台的设计问题。

根据本实用新型的一个实施例，在上述的变压器中，所述第一铁芯是主铁芯，所述第一线圈是原边线圈。

根据本实用新型的一个实施例，在上述的变压器中，所述第二铁芯是电抗器铁芯，所述电抗器铁芯包括中心线共轴的多节铁芯柱，且相邻铁芯柱之间彼此绝缘。由于电抗器铁芯的磁阻很大，本实用新型的变压器可以提供较大的电抗分量，因此可以满足更高的电抗要求。

根据本实用新型的一个实施例，在上述的变压器中，所述第二线圈和第三线圈是副边线圈，且所述第二线圈和第三线圈的匝数均小于所述第一线圈的匝数。

根据本实用新型的一个实施例，在上述的变压器中，所述第二线圈和所述第三线圈的电抗值相同。

根据本实用新型的一个实施例，在上述的变压器中，所述第二线圈和所述第三线圈的匝数彼此相同。

根据本实用新型的一个实施例，在上述的变压器中，所述变压器是预充电变压器。

应当理解，本实用新型以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本实用新型提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本实用新型进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本实用新型的实施例，并与本说明书一起起到解释本实用新型原理的作用。附图中：

图1是示出根据本实用新型的变压器的结构的示意图。

图2是示出了图1所示的变压器的磁路的示意图。

附图标记说明：

10 变压器

101 第一铁芯

102 第一线圈

103 第二铁芯

104 第二线圈

105 第三线圈

106 铁芯柱

具体实施方式

现在将详细参考附图描述本实用新型的实施例。现在将详细参考本实用新型的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本实用新型中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本实用新型说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本实用新型。

参考附图来更详细地讨论本实用新型的基本原理和优选实施例。在图1所示的实施例中，本实用新型的变压器10主要包括：第一铁芯101、第一线圈102、第二铁芯103、第二线圈104和第三线圈105。特别是，本实用新型的变压器10优选用作一种内置电感结构的预充电变压器。

具体的，第一铁芯101是主铁芯，第一线圈102是围绕第一铁芯101的原边线圈。第一线圈102构成一内线圈。

第二铁芯103是与第一铁芯101并排设置的电抗器铁芯，其包括中心线共轴的多节铁芯柱106，且相邻铁芯柱106之间彼此绝缘。该第二铁芯103可以采用任何已知的电抗器铁芯来实现。

第二线圈104和第三线圈105是彼此平行设置的副边线圈。例如，在图1中，第二线圈104和第三线圈105彼此平行地上下设置，即第二线圈104叠置于第三线圈105的上方且两者彼此间隔开。如图所示，该第二线圈104和第三线圈105各自均围绕第一铁芯101、第一线圈102和第二铁芯103，以构成两个彼此独立的外线圈。

特别是，根据本实用新型，上述第二铁芯103是增设于内外线圈之间的。即，如图1所示，该第二铁芯103设置于第一线圈102之外，同时被第二线圈104和第三线圈105包围。

基于上述结构，本实用新型的变压器10采用线圈内外排列。该排列结构在磁性关系上能实现全耦合，即耦合系数能达到1，磁势更平衡。参考图2，实线箭头表示原边线圈(第一线圈102)激发的磁感线，虚线箭头表示副边线圈(第二和第三线圈104、105)激发的磁感线。在图2所示的实施例中，在增加了电抗器铁芯之后，内线圈(原边线圈)的激励磁场主要沿第一铁芯101循环。外线圈(副边线圈)激发的磁场不仅会沿第一铁芯101循环，同时还会经过第二铁芯103循环。换言之，第一铁芯101内既包含原边线圈激发的磁感线也包括副边线圈激发的磁感线，而第二铁芯103内只有部分副边线圈激发的磁感线。这部分流经第二铁芯103的磁感线占比会较第一铁芯101中少一些，但原边线圈激发的磁感线数量会同副边线圈在第一铁芯101和第二铁芯103中的磁感线之和相等。由于电抗器铁芯的磁阻很大，本实用新型的变压器10可以提供较大的电抗分量，因此该变压器10可以满足更高的电抗要求。

另一方面，由于本实用新型采用了双分裂结构设计的副边线圈，即上下两组彼此独立的第二线圈104和第三线圈105，上述的变压器10可以很好的解决将两台独立的预充电变压器合为一台的设计问题。在运行时，这种双分裂结构设计的两组副边可以同时运行，互不影响。

在如图1所示的实施例中，第二线圈104和第三线圈105的匝数均小于第一线圈102的匝数。例如，该第二线圈104和第三线圈105的匝数可以各自是第一线圈102的匝数的一半左右。

在一个优选实施例中，可以使得第二线圈104和第三线圈105的电抗值彼此相同。第二线圈104和第三线圈105的电抗值可以通过调节线圈的匝数和/或线圈的线径来实现。作为一个示例，可以使第二线圈104和第三线圈105的匝数彼此相同，从而获得相同的电抗值。

综上，本实用新型的变压器采用了内外全耦合的设计，可以有效消除三相阻抗不平衡的问题。此外，该变压器通过增加一个额外的电抗器铁芯，可以大幅提高电抗分量，而可以使电阻分量不变或者减小，因此可以节省导线材料。此外，该变压器还具有结构紧凑、生产工艺简单、经济性更佳等优点。

本领域技术人员可显见，可对本实用新型的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本实用新型的精神和范围。因此，旨在使本实用新型覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本实用新型的修改和变型。