CN1288678C - 带温度检测功能的变压器和设有该变压器的电气装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带温度检测功能的变压器和设有该变压器的电气装置。该变压器能够使用铁心尺寸小的铁心来实现小型化，同时，异常发生时，变压器的温度不会超过额定值。该变压器包括：铁心(18)、隔开绕制在该铁心(18)上的原边绕组(13)和副边绕组(14)、与原边绕组(13)串联连接并且在预定温度以上成为断开的热敏开关(30)。上述热敏开关(30)插在上述原边绕组(13)或者副边绕组(14)与铁心(18)之间。

Description

带温度检测功能的变压器和设有该变压器的电气装置

技术领域

本发明涉及工作时的温度高的变压器和设有该变压器的电气装置。

背景技术

在微波炉等中使用的工作时的温度高的变压器通常通过强制冷却风扇进行冷却，正常工作时的温度上限和当冷却风扇停止时等异常时的温度上限被规定。例如，属于欧洲标准EI-96的变压器的正常工作时的温度上限为200℃，异常时的温度上限为250℃。在现有技术中，通过使用正常工作时的温度为180℃这样的尺寸较大的铁心，使异常时的温度为250℃以下。因此，变压器成为大型且重量大的同时成本变高。

另一方面，为了防止变压器的过度的温度上升，把温度保险丝串联连接在原边绕组上，当成为设定温度以上时，停止从电源向原边绕组的供电，这是公知的。但是，上述温度保险丝安装在原边绕组或者副边绕组的外侧部，因此，不能准确检测出变压器成为最高温度的部分的温度。

变压器中的最高温度部被认为是绕组的横断面中心部，而本发明人所进行的研究的结果是：成为其次高温的部分是在放冷效果低的绕组和其内侧的铁心之间。由于在绕组的横断面中心部不能插入传感器，所以检测绕组与铁心之间的温度是最合适的。

根据发明人的上述认识，本发明的目的是提供一种变压器和设有该变压器的电气装置，通过检测出绕组与铁心之间的温度，能够减小铁心尺寸而能够实现小型化、轻量化，同时，不会超过异常时的温度上限。

发明内容

为了实现上述目的，第一发明所涉及的变压器，包括：铁心；绕在该铁心上的原边绕组和副边绕组；与上述原边绕组串联连接的，在预定温度以上断开的热敏开关，上述原边绕组和副边绕组在轴心方向上隔开，上述热敏开关插在上述原边绕组或者副边绕组与铁心之间。

根据上述构成，热敏开关检测温度最高的副边绕组与铁心之间或者原边绕组与铁心之间的温度，当成为预定温度时，断开原边绕组的输入。因此，使变压器的温度上升被抑制，从而能够减小铁心尺寸，能够实现变压器整体的小型化和轻量化。而且，热敏开关被夹在副边绕组或者原边绕组与铁心之间来进行支撑，因此，不需要另外的固定部件。

而且，在本发明的优选实施例中，在铁心、原边绕组、副边绕组和热敏开关上添加了热传导率0.25W/m·℃以上的绝缘用漆。如上述那样，变压器中的最高温度部被认为是绕组的横断面中心部，但是，根据上述构成，通过在原边绕组和副边绕组的内部浸透的热传导率良好的绝缘用漆，上述绕组的横断面中心部的热效率高地并且局部偏差小地被传导到绕组的表面上。而且，通过填充在热敏开关与绕组之间的热传导率良好的绝缘用漆，绕组表面的热高效率地传导到热敏开关上。因此，热敏开关能够在由热敏开关的设置位置所产生的局部偏差小的状态下，准确地检测出非常接近于变压器的最高温度的温度。而且，由于促进了铁心和各绕组之间的热传导，使铁心的局部温度上升被抑制，因此，能够进一步使铁心小型化。

而且，在本发明的优选实施例中，铁心是把E型的第一铁心片和I型或E型的第二铁心片上下重叠，在中柱上绕制上述原边绕组并且位于其上方绕制副边绕组。根据上述构成，温度高于原边绕组的副边绕组位于原边绕组的上方，因此，副边绕组的热上升而不会给原边绕组产生不良影响。在此状态下，热敏开关检测温度最高的副边绕组的内侧与铁心之间的温度。

而且，在本发明的优选实施例中，在原边绕组上安装具有一对端子的端子台，在一方的端子上连接原边绕组的一端，在另一方的端子上连接热敏开关的一方的引线，热敏开关的另一方的引线被连接在原边绕组的另一端上。根据上述构成，由于在原边绕组上安装端子台，连接在原边绕组上的热敏开关与端子台接近，因此，连接在另一方的端子台上的热敏开关的一方的引线可以变短。

而且，在本发明的优选实施例中，原边绕组的另一端与热敏开关的另一方的引线的连接部被支撑在上述端子台上。根据上述构成，不需要用于支撑上述连接部的其他的连接用端子。

本发明所涉及的电气装置，上述带温度检测功能的变压器、通过该变压器所驱动的电气元件、冷却变压器的冷却风扇被容纳在外壳内，上述变压器的热敏开关配置在与来自变压器中的上述冷却风扇的冷却风吹到的一侧部相对侧的部分上。根据上述构成，冷却风不会直接吹到变压器的热敏开关所安装的另一侧部上，因此，变压器的热敏开关所配置的部分的温度成为最高的。

附图说明

在附图中，多幅图中相同的部件标号表示相同部分。

图1是破断使用本发明的一个实施例所涉及的变压器的微波炉的上盖的一部分来表示内部配置的立体图；

图2是该实施例的变压器的分解立体图；

图3是该实施例的变压器的侧面图；

图4是从该实施例的变压器的底面侧所看到的立体图；

图5是表示使用该实施例的变压器的微波炉的磁控管驱动电路的电路图。

具体实施方式

下面根据附图来说明本发明的一个实施例。如图1所示，微波炉1的外壳2是具有底壁21、上壁22、一对侧壁23和后壁24，在前方开口的大致长方体的箱形。在前方的开口中安装开闭开室的门25。在上述外壳2的一侧部的底壁21上安装变压器12，在变压器12的上方安装磁控管16，在变压器12和磁控管16的后方安装冷却风扇3。冷却风扇3从形成在外壳2的后表面22上的通气孔23中吸入冷却空气，吹到变压器12和磁控管16上，冷却变压器12的冷却风从设在外壳2的后壁24的未图示的侧面上的通气孔被排出到外壳2外。

如图2所示，变压器12的铁心18是把第一铁心片18e和第二铁心片18i上下重叠而构成。第一铁心片18e为E形，具有一对外柱18eo和中柱18ec。第二铁心片18i为I形，固定在第一铁心片18e上，与其两个外柱18eo相接触，在铁心18的装配过程中，首先，插入预先绕制的副边绕组14，接着，插入加热器绕组17，接着，插入预先绕制的原边绕组13。原边绕组13根据需要，用绝缘纸覆盖与E形铁心片18e相接的部分，副边绕组14根据需要，用绝缘纸覆盖外表面整体。这样，原边绕组13、副边绕组14和加热器绕组17在绕组的轴心方向上相互隔开，从下方依次并排配置。在副边绕组14的绕制始端的引出线14e上连接圆形端子14m，在绕制尾端的引出线14f上连接旗形端子14h。加热器绕组17的绕制始端和绕制尾端的引出线17e，17f上分别连接旗形端子17h1，17h2。在此，所谓绕制始端是指最初绕制在绕组芯上的部分，所谓绕制尾端是指当绕制结束时从绕组导出的部分。

在原边绕组13的一侧部的下部上通过透明的绝缘带50安装树脂制的端子台40，在原边绕组13的内侧，穿过自恢复型的热敏开关(以下称为「自动温度调节器」)30的第一引线31和第二引线32。自动温度调节器30与原边绕组13串联连接，如图4所示，第一引线31的端末与原边绕组13的绕制始端的引出线13e的端末通过焊锡连接起来。自动温度调节器30根据需要用绝缘纸覆盖。

该连接部35被定位在端子台40的下表面上，与端子台40一起用绝缘带50固定在原边绕组13上。而且，在端子台40的第一端子41上连接作为原边绕组13的一端部的绕制尾端的引出线13f，在第二端子42上连接自动温度调节器30的第一引线31的端末。连接在副边绕组14的绕制始端的引出线14e上的圆形端子14m，如图3所示，通过螺栓18n而安装在形成在E型铁心片18e上的螺栓孔18en中，与铁心18相连接。

当在图2所示的E型铁心片18e的中柱18ec上插入上述原边绕组13时，使自动温度调节器30通过加热器绕组17的内侧与中柱18ec之间，而插入到副边绕组14的内侧与中柱18ec之间，自动温度调节器30的温度检测面进行定位，以便于处于副边绕组14的内表面的上部并且与左右方向LR的大致中央部相接触。接着，在把I形铁心片18i压接到E型铁心片18e的两外柱18eo的下表面上的状态下，按图3所示，用电弧焊接来焊接两铁心片的结合面的侧部。18m是该焊接部。接着，用点焊将基板19焊接在I形铁心片18i的下面。基板19通过穿过形成在起四角上的安装孔19a的螺栓这样的安装器具而安装到外壳2的底壁21上。这样，铁心18被接地到外壳2上。

这样装配的变压器12被真空浸渍在热传导率良好的绝缘漆中。漆附着在铁心18和热敏开关30的表面上，浸入到两绕组13、14的内部。该绝缘漆是在聚乙烯树脂中添加了二氧化硅的微粉末的漆，与通常的绝缘漆的热传导率为0.19W/m·℃相对，其热传导率为0.25W/m·℃以上。作为该热传导率高的漆，具有THEP-D-GEORGE COMPANY制造的漆No.50S。

图5是表示使用该实施例的变压器12的微波炉的磁控管驱动电路的电路图。在图5中，商用电源33通过自动温度调节器30向变压器12的原边绕组13供电，变压器12的副边绕组14的输出电压通过半波倍压整流电路15进行整流平滑的直流高电压被提供给磁控管16。磁控管16由变压器12的加热器绕组17驱动加热器，从半波倍压整流电路15接受直流高电压的供电，发生微波。

如上述那样，在铁心18上沿轴心方向隔开绕制原边绕组13和副边绕组14，在原边绕组13和副边绕组14之间绕制加热器绕组17。原边绕组13的绕制尾端的引出线13f连接在端子台40的第一端子41上，自动温度调节器30的第一引线31连接在第二端子42上。原边绕组13的绕制始端的引出线13e连接在自动温度调节器30的第二引线32上。这样，自动温度调节器30通过两个引线31、32与原边绕组13串联连接，并且，插在副边绕组14与铁心18之间。副边绕组14的绕制始端的引出线14e通过圆形端子14m而与铁心18相连接，绕制尾端的引出线14f通过旗形端子14h1而连接在半波倍压整流电路15的输入端上。加热器绕组17的两个引出线17e，17f通过各自端部的旗形端子17h1，17h2而与磁控管16的加热器相连接。

在上述构成中，自动温度调节器30检测温度最高的副边绕组14与铁心18之间的温度，当成为预定温度时，断开从电源33向原边绕组13的输入。因此，使变压器12的温度上升被抑制，因此，能够减小铁心尺寸，变压器12正常工作时的温度和异常时的温度上限能够为额定值以下，因此，实现了变压器12整体的小型化、轻量化和成本降低。而且，热敏开关30可以通过把副边绕组14插入铁心18之间来进行支撑，因此，不需要另外的固定器具。例如，在EI-96标准的变压器中，当使用在200℃时成为断开，在190℃时恢复接通的自动温度调节器30时，当副边绕组14的内表面的温度变为200℃时，向原边绕组13的供电成为断开，温度上升被抑制，因此，变压器12正常工作时的温度不会超过额定值的200℃，而且，即使在冷却风扇3停止这样的异常时，温度也不会超过额定值的250℃。

而且，变压器12的最高温度部，在该实施例中被认为是副边绕组14的横断面中心部C1，通过向副边绕组的内部浸透热传导率为0.25W/m·℃以上的绝缘漆，上述横断面中心部C1的热高效地并且局部偏差小地传导到副边绕组14的表面。而且，通过在热敏开关30与副边绕组14之间的内径面之间所填充的热传导率良好的绝缘漆，副边绕组14的内径面的热高效地传导到热敏开关30上。因此，热敏开关30在热敏开关30的设置位置所产生的局部偏差小的状态下准确地检测出非常接近于变压器12的最高温度的温度。

而且，由于铁心18与各绕组13，14之间的热传导被促进，则使铁心18的局部的温度上升受到抑制，因此，能够进一步使铁心小型化。

而且，由于温度高于原边绕组13的副边绕组14位于原边绕组13的上方，则即使副边绕组14的热上升，也不会对原边绕组13产生不良影响，在此状态下，热敏开关30检测到温度最高的副边绕组14的内侧与铁心18之间的温度。而且，由于端子台40安装在原边绕组13上，连接在原边绕组13上的热敏开关30与端子台40相接近，因此，连接在端子台40上的热敏开关30的引线31、32变短，同时，不需要用于支撑原边绕组13的引出线13e与热敏开关30的引线32的连接部35的其他的连接用端子。

而且，如图1所示，变压器12以自动温度调节器30的安装侧成为冷却风的下游侧的方向而安装在外壳2上，因此，冷却风不会直接吹到，自动温度调节器30的安装位置成为变压器12的最高温。即，自动温度调节器30能够准确地检测出变压器12的最高温度部位的温度。

而且，在上述实施例中，副边绕组14成为最高温，但是，通过原边绕组13与副边绕组14的电流比或者电压比这样的设计平衡，存在原边绕组13一方的温度高于副边绕组14的情况。在此情况下，把热敏开关30插在原边绕组13与铁心18之间，能够检测出尽可能接近变压器12的最高温度的温度。

而且，在上述实施例中，在铁心中使用E型铁心片和I形铁心片，但是，也可以使用E型铁心片和E型铁心片。

而且，本发明的变压器同样可以用于工作温度的限制不同的其他规格的变压器等中。而且，并不仅限于磁控管驱动用的变压器，广泛地用于工作温度高的变压器，也能得到同样的效果。

而且，如图1所示，象作为电子装置一例的微波炉1那样，把作为由变压器12所驱动的电子元件的磁控管16和冷却变压器12的冷却风扇3容纳在外壳2内，变压器12的自动温度调节器30配置在与来自变压器12的冷却风扇3的冷却风吹到的一侧部的相对的侧部上，由此，随着变压器的小型化，能够谋求电子装置的小型化、轻量化和成本降低。

Claims (5)

1.带温度检测功能的变压器，包括：

铁心；

绕在上述铁心上的原边绕组和副边绕组；

与上述原边绕组串联连接的，在预定温度以上断开的热敏开关，

上述原边绕组和副边绕组在轴心方向上隔开，

上述热敏开关插在上述原边绕组或者副边绕组与铁心之间，在上述铁心、原边绕组、副边绕组和热敏开关上添加了热传导率0.25W/m·℃以上的绝缘用漆。

2.根据权利要求1所述的带温度检测功能的变压器，其特征在于，上述铁心是把E型的第一铁心片和I型或E型的第二铁心片上下重叠，在中柱上绕制上述原边绕组并且位于其上方绕制副边绕组。

3.根据权利要求1所述的带温度检测功能的变压器，其特征在于，在上述原边绕组上安装具有一对端子的端子台，在一方的端子上连接原边绕组的一端，在另一方的端子上连接热敏开关的一方的引线，热敏开关的另一方的引线被连接在原边绕组的另一端上。

4.根据权利要求3所述的带温度检测功能的变压器，其特征在于，上述原边绕组的另一端与热敏开关的另一方的引线的连接部被支撑在上述端子台上。

5.一种电气装置，权利要求1～4中任一项所述的变压器、通过该变压器所驱动的电气元件、冷却变压器的冷却风扇被容纳在外壳内，上述变压器的热敏开关配置在与来自变压器中的上述冷却风扇的冷却风吹到的一侧部相对侧的部分上。

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