ТРАНСФОРМАТОР, СПОСОБ ЕГО МОНТАЖА В КОРПУСЕ И ПРОИЗВОДСТВА И ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ
TRANSFORMER, METHOD FOR ITS MOUNTING IN THE CASE AND MANUFACTURING AND POWER METER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[001] Настоящее изобретение относится к области техники трансформаторов, в частности к трансформатору для измерений при помощи измерителя мощности, способу монтажа в корпусе и производства трансформатора, и измерителю мощности, содержащему этот трансформатор.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[002] Трансформатор представляет собой устройство, которое используют, замеряют или измеряют для определения электрических параметров. Трансформаторы особенно хорошо подходят для электронных измерителей мощности. Продукты в виде миниатюрных трансформаторов тока (напряжения) охватывают почти все аспекты в применениях всей системы энергоснабжения.
[003] Трансформатор обычно содержит магнитный сердечник, на который намотана обмотка из провода вторичного тока. В настоящее время силовые трансформаторы, широко используемые в области электроэнергетики, характеризуются очень жесткими требованиями к материалам магнитного сердечника. Требуются не только высокие магнитные показатели (такие как высокая проницаемость, высокая магнитная индукция насыщения, низкие потери и т. д.), но и материалы магнитного сердечника. Для обеспечения точности трансформатора во всем диапазоне измерений вся кривая намагничивания удовлетворяет определенным условиям. В последние годы внимание специалистов в данной области техники постепенно привлекает применение аморфных микрокристаллических сплавов в качестве сердечников трансформатора.
[004] Термин «аморфный» относится к случаю, когда скорость затвердевания металла или сплава является очень высокой (например, расплав из ферроборного сплава затвердевает со скоростью охлаждения до одного миллиона градусов в секунду). Атомы прекращают движение до того, как они расположатся правильно. Конечное расположение атомов подобно жидкости и является беспорядочным, что представляет собой аморфный сплав. По сравнению с традиционными металлическими магнитными материалами аморфные сплавы характеризуются неупорядоченным расположением атомов, отсутствием кристаллической анизотропии и высоким удельным сопротивлением, поэтому они характеризуются высокой магнитной проницаемостью и низкими потерями. Магнитные свойства аморфных сплавов в настоящее время фактически представляют собой наиболее важную сферу применения аморфных сплавов. Кроме того, технология аморфной обработки является гибкой. По сравнению с другими магнитными материалами аморфные сплавы характеризуются широким диапазоном химических составов. Более того, даже один и тот же материал может легко приобретать требуемые магнитные свойства за счет разной последующей обработки. Поэтому магнитные свойства аморфных сплавов являются весьма гибкими, и существует множество возможностей выбора, что обеспечивает удобство выбора компонентов силовой электроники. С другой стороны, аморфный технологический процесс является энергосберегающим и безопасным для окружающей среды. Для традиционной тонкой стальной пластины от сталеварения, литья, прокатки слитка в блюмы, блюминга, отжига, горячей прокатки, отжига, травления, чистовой прокатки, резки до готовой стальной пластины требуются несколько технологических звеньев и множество процедур. Из-за большого количества звеньев и сложных процессов традиционные сталелитейные компании потребляют много энергии и загрязняют окружающую среду и известны как «водяные тигры» и «электрические тигры». При производстве аморфный сплав распыляют непосредственно после сталеварения, и готовую тонкую полоску производят за один этап. Значительно упрощается процесс, экономится много важной энергии, и не осуществляются выбросы загрязнителей, что является очень полезным для защиты окружающей среды. Это именно благодаря тому, что процесс производства аморфного сплава является энергосберегающим, а его магнитные свойства являются превосходными, что уменьшает потери в ходе использования соответствующих приборных применений, поэтому его называют экологически чистым материалом и материалом XXI века.
[005] Однако по причине структурной релаксации аморфной полоски в ходе термической обработки возникает хрупкость, и ее ударная вязкость является неудовлетворительной. Под воздействием внешней силы она легко разрушается, и мягкие магнитные свойства ухудшаются соответственно, поэтому для применения данного материала существуют некоторые ограничения.
[006] Ввиду вышесказанного для преодоления вышеописанных технических проблем необходимо спроектировать трансформатор с лучшим магнитным индексом и лучшей стабильностью при использовании.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[007] Для решения вышеупомянутых технических проблем целью настоящего изобретения является предоставление трансформатора с лучшим магнитным индексом и лучшей стабильностью при использовании, способа монтажа в корпусе и производства трансформатора, и измерителя мощности, содержащего этот трансформатор.
[008] Для достижения вышеуказанной цели в настоящем изобретении принято следующее техническое решение:
трансформатор, используемый для надевания на провод первичного тока, при этом трансформатор содержит корпус трансформатора, кольцевой магнитный сердечник, размещаемый в корпусе трансформатора, и провод вторичного тока, размещаемый в корпусе трансформатора и намотанный на кольцевой магнитный сердечник. Кольцевой магнитный сердечник содержит ультрамикрокристаллический магнитный сердечник. Корпус трансформатора содержит часть из жесткого материала и часть из мягкого материала, которые скомпонованы как единое целое. Часть из жесткого материала и часть из мягкого материала совместно образуют кольцевую вмещающую полость с закрытой нижней частью. Кольцевая вмещающая полость содержит кольцевую нижнюю стенку, наружную боковую стенку, окружающую периферию кольцевой нижней стенки, и внутреннюю боковую стенку, окружающую центральную часть кольцевой нижней стенки. Кольцевой магнитный сердечник находится вблизи кольцевой нижней стенки, надет на наружную сторону внутренней боковой стенки и размещен с внутренней стороны наружной боковой стенки. Наружная боковая стенка является частью части из жесткого материала, а внутренняя боковая стенка является частью части из мягкого материала. Внутренняя сторона внутренней боковой стенки образует сквозное отверстие для прохождения через него провода первичного тока. Внутренняя боковая стенка снабжена мягкой контактной частью, выступающей в сквозное отверстие и используемой для сопротивления проводу первичного тока и взаимодействия с ним. Часть из мягкого материала представляет собой материал, стойкий к воздействию высоких температур. Кольцевая вмещающая полость заполнена уплотняющим материалом для удержания кольцевого магнитного сердечника.
[009] В качестве дополнительного усовершенствования согласно настоящему изобретению ультрамикрокристаллический магнитный сердечник представляет собой круглое кольцо, которое выполнено из тонкой полоски аморфного материала, намотанной виток за витком, а затем подвергнутой термической обработке.
[0010] В качестве дополнительного усовершенствования согласно настоящему изобретению аморфный материал образован за счет затвердевания расплава из сплава, содержащего ферромагнитные элементы и превращающиеся в стекловидное вещество элементы, со скоростью охлаждения один миллион градусов в секунду.
[0011] В качестве дополнительного усовершенствования согласно настоящему изобретению ферромагнитные элементы включают железо, кобальт, никель и/или любую их комбинацию; и при этом превращающиеся в стекловидное вещество элементы включают кремний, бор, углерод и/или любую их комбинацию.
[0012] В качестве дополнительного усовершенствования согласно настоящему изобретению кольцевой магнитный сердечник содержит оболочку магнитного сердечника, в которой размещен ультрамикрокристаллический магнитный сердечник, и оболочка магнитного сердечника имеет форму круглого кольца, обернутого вокруг наружной стороны ультрамикрокристаллического магнитного сердечника.
[0013] В качестве дополнительного усовершенствования согласно настоящему изобретению ультрамикрокристаллический магнитный сердечник погружен и отвержден в кольцевой вмещающей полости.
[0014] В качестве дополнительного усовершенствования согласно настоящему изобретению часть из жесткого материала содержит кольцевую нижнюю торцевую стенку, проходящую вдоль направления от наружной боковой стенки к сквозному отверстию. Кольцевая нижняя торцевая стенка снабжена центральным отверстием, которое соответствует сквозному отверстию и используется для прохождения через него провода первичного тока. Часть из мягкого материала содержит кольцевую нижнюю пластину, проходящую вдоль направления от внутренней боковой стенки к наружной боковой стенке. Нижняя торцевая стенка и нижняя пластина скомпонованы друг с другом как единое целое с образованием кольцевой нижней стенки.
[0015] В качестве дополнительного усовершенствования согласно настоящему изобретению нижняя торцевая стенка снабжена множеством малых цилиндров, распределенных вокруг наружной стороны центрального отверстия. Кольцевая нижняя пластина снабжена множеством отверстий, распределенных вокруг наружной стороны внутренней боковой стенки, и малые цилиндры проходят через отверстия и прикреплены к ним.
[0016] В качестве дополнительного усовершенствования согласно настоящему изобретению верхняя часть каждого малого цилиндра неразъемно продолжается головкой, которая охватывает нижнюю пластину для предотвращения отделения нижней пластины от малых цилиндров.
[0017] В качестве дополнительного усовершенствования согласно настоящему изобретению кольцевая нижняя пластина образована в нижней торцевой стенке путем литья со вставкой.
[0018] В качестве дополнительного усовершенствования согласно настоящему изобретению кольцевая нижняя пластина снабжена отверстиями, распределенными на наружной стороне внутренней боковой стенки, и отверстия вделаны в нижнюю стенку.
[0019] Для достижения вышеуказанной цели в настоящем изобретении также может быть принято следующее техническое решение:
измеритель мощности, содержащий оболочку измерителя мощности, измерительное устройство, устройство отображения результатов измерения и соединительную конструкцию, состоящую из трансформатора и клеммы. Измерительное устройство, устройство отображения результатов измерения и соединительная конструкция, состоящая из трансформатора и клеммы, расположены в оболочке измерителя мощности. Соединительная конструкция, состоящая из трансформатора и клеммы, содержит вышеописанный трансформатор, провод первичного тока, проходящий через трансформатор, и клемму, электрически соединенную с проводом первичного тока.
[0020] В качестве дополнительного усовершенствования согласно настоящему изобретению клемма содержит основную часть и столбчатую часть, проходящую вперед от основной части. Столбчатая часть образует соединительное отверстие, утопленное в столбчатой части в направлении спереди назад. Основная часть снабжена отверстием для проводки, утопленным в основной части в направлении сзади вперед. Соединительное отверстие и отверстие для проводки расположены напротив друг друга вдоль направления спереди назад и не сообщаются друг с другом. Провод первичного тока проходит через соединительное отверстие.
[0021] Для достижения вышеуказанной цели в настоящем изобретении также может быть принято следующее техническое решение: способ монтажа в корпусе и производства вышеописанного трансформатора. Способ монтажа в корпусе и производства трансформатора включает этапы:
изготовления кольцевого магнитного сердечника, на который намотана обмотка из провода вторичного тока, при этом кольцевой магнитный сердечник содержит ультрамикрокристаллический магнитный сердечник;
изготовления корпуса трансформатора, при этом корпус трансформатора содержит часть из жесткого материала и часть из мягкого материала, которые скомпонованы как единое целое, часть из жесткого материала и часть из мягкого материала совместно образуют кольцевую вмещающую полость с закрытой нижней частью, кольцевая вмещающая полость содержит кольцевую нижнюю стенку, наружную боковую стенку, окружающую периферию кольцевой нижней стенки, и внутреннюю боковую стенку, окружающую центральную часть кольцевой нижней стенки, наружная боковая стенка является частью части из жесткого материала, внутренняя боковая стенка является частью части из мягкого материала, внутренняя сторона внутренней боковой стенки образует сквозное отверстие для прохождения через него провода первичного тока, внутреннюю боковую стенку снабжают мягкой контактной частью, выступающей в сквозное отверстие и используемой для сопротивления проводу первичного тока и взаимодействия с ним, часть из мягкого материала представляет собой материал, стойкий к воздействию высоких температур;
сборки кольцевого магнитного сердечника, на который намотана обмотка из провода вторичного тока, в кольцевой вмещающей полости; и
заливки уплотняющего материала в кольцевую вмещающую полость для завершения монтажа в корпусе.
[0022] Для достижения вышеуказанной цели в настоящем изобретении также может быть принято следующее техническое решение: способ монтажа в корпусе и производства вышеописанного трансформатора. Способ монтажа в корпусе и производства трансформатора включает этапы:
изготовления части из жесткого материала, части из мягкого материала и кольцевого магнитного сердечника, на который намотана обмотка из провода вторичного тока, соответственно; при этом кольцевой магнитный сердечник содержит ультрамикрокристаллический магнитный сердечник, часть из жесткого материала содержит нижнюю торцевую стенку с центральным отверстием и наружную боковую стенку, окружающую наружную сторону нижней торцевой стенки, нижнюю торцевую стенку снабжают множеством малых цилиндров, распределенных вокруг наружной стороны центрального отверстия, часть из мягкого материала содержит внутреннюю боковую стенку цилиндрической полой конфигурации и кольцевую нижнюю пластину, проходящую наружу от внутренней боковой стенки, сквозное отверстие образуют на внутренней стороне внутренней боковой стенки для прохождения через него провода первичного тока, внутреннюю боковую стенку снабжают мягкой контактной частью, выступающей в сквозное отверстие и используемой для сопротивления проводу первичного тока и взаимодействия с ним, часть из мягкого материала представляет собой материал, стойкий к воздействию высоких температур, и в кольцевой нижней пластине просверливают отверстия, распределенные вокруг наружной стороны внутренней боковой стенки;
плотного присоединения кольцевой нижней пластины к нижней торцевой стенке и обеспечения прохождения малых цилиндров через отверстия и прикрепления к ним для образования кольцевой вмещающей полости с герметичной нижней частью;
сборки кольцевого магнитного сердечника, на который намотана обмотка из провода вторичного тока, в кольцевой вмещающей полости; и
заливки уплотняющего материала в кольцевую вмещающую полость для завершения монтажа в корпусе.
[0023] В качестве дополнительного усовершенствования согласно настоящему изобретению после обеспечения прохождения малых цилиндров через отверстия и прикрепления к ним способ монтажа в корпусе и производства трансформатора дополнительно включает ультразвуковую клепку малых цилиндров так, что верхнюю часть каждого малого цилиндра снабжают неразъемно продолжающейся головкой плоской формы, и малые цилиндры пропускают сквозь отверстия и затем приклепывают к нижней пластине.
[0024] Для достижения вышеуказанной цели в настоящем изобретении также может быть принято следующее техническое решение: способ монтажа в корпусе и производства показанного выше трансформатора. Способ монтажа в корпусе и производства трансформатора включает этапы:
изготовления кольцевого магнитного сердечника, на который намотана обмотка из провода вторичного тока, при этом кольцевой магнитный сердечник содержит ультрамикрокристаллический магнитный сердечник;
образования корпуса трансформатора из двух разных, мягкого и жесткого, материалов одновременно с использованием машины для литья двухцветной пластмассы под давлением методом впрыска, при этом корпус трансформатора содержит часть из жесткого материала и часть из мягкого материала, часть из мягкого материала содержит внутреннюю боковую стенку цилиндрической полой конфигурации и кольцевую нижнюю пластину, проходящую наружу от внутренней боковой стенки, сквозное отверстие образуют на внутренней стороне внутренней боковой стенки для прохождения через него провода первичного тока, внутреннюю боковую стенку снабжают мягкой контактной частью, выступающей в сквозное отверстие и используемой для сопротивления проводу первичного тока и взаимодействия с ним, часть из мягкого материала представляет собой материал, стойкий к воздействию высоких температур, часть из жесткого материала содержит нижнюю торцевую стенку с центральным отверстием и наружную боковую стенку, окружающую нижнюю торцевую стенку, нижнюю пластину вделывают в нижнюю торцевую стенку путем литья под давлением методом впрыска так, что внутренняя боковая стенка, наружная боковая стенка, нижняя пластина и нижняя торцевая стенка образуют кольцевую вмещающую полость с герметичной нижней частью;
сборки кольцевого магнитного сердечника, на который намотана обмотка из провода вторичного тока, в кольцевой вмещающей полости; и
заливки уплотняющего материала в кольцевую вмещающую полость для завершения монтажа в корпусе.
[0025] В качестве дополнительного усовершенствования согласно настоящему изобретению этап образования корпуса трансформатора из двух разных, мягкого и жесткого, материалов одновременно с использованием машины для литья двухцветной пластмассы под давлением методом впрыска включает этапы литья под давлением методом впрыска сначала части из мягкого материала, а затем помещения части из мягкого материала в литьевую форму для литья под давлением методом впрыска части из жесткого материала снаружи; при этом таким путем кольцевую нижнюю пластину части из мягкого материала вделывают в часть из жесткого материала.
[0026] В качестве дополнительного усовершенствования согласно настоящему изобретению этап образования корпуса трансформатора из двух разных, мягкого и жесткого, материалов одновременно с использованием машины для литья двухцветной пластмассы под давлением методом впрыска включает этап литья под давлением методом впрыска сначала наружной боковой стенки части из жесткого материала и части нижней торцевой стенки; затем часть из мягкого материала образуют на части нижней торцевой стенки; а затем другую часть нижней торцевой стенки дополнительно отливают под давлением методом впрыска снаружи кольцевой нижней пластины части из мягкого материала; и при этом таким путем кольцевую нижнюю пластину части из мягкого материала вделывают в часть из жесткого материала.
[0027] В качестве дополнительного усовершенствования согласно настоящему изобретению кольцевую нижнюю пластину части из мягкого материала снабжают множеством отверстий, распределенных с некоторыми интервалами в ходе литья под давлением, и отверстия обеспечивают возможность прохождения через них части из жесткого материала в ходе литья под давлением методом впрыска.
[0028] По сравнению с известным уровнем техники кольцевой магнитный сердечник согласно настоящему изобретению содержит оболочку магнитного сердечника и ультрамикрокристаллический магнитный сердечник, размещенный в оболочке магнитного сердечника. Корпус трансформатора содержит часть из жесткого материала и часть из мягкого материала, которые скомпонованы как единое целое. Часть из жесткого материала и часть из мягкого материала совместно образуют кольцевую вмещающую полость с закрытой нижней частью. Часть из мягкого материала снабжена мягкой контактной частью для сопротивления проводу первичного тока и взаимодействия с ним. Часть из мягкого материала представляет собой материал, стойкий к воздействию высоких температур. Кольцевая вмещающая полость заполнена уплотняющим материалом для удержания кольцевого магнитного сердечника. Такая установка может реализовывать функции противодействия вибрации и протечкам трансформатора с ультрамикрокристаллическим магнитным сердечником.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0029] На фиг. 1 представлен схематический перспективный вид соединительной конструкции, состоящей из трансформатора и клеммы, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
[0030] на фиг. 2 представлен схематический перспективный вид конструкции трансформатора согласно настоящему изобретению;
[0031] на фиг. 3 представлен частичный покомпонентный вид конструкции трансформатора согласно настоящему изобретению;
[0032] на фиг. 4 представлен покомпонентный схематический вид части из жесткого материала и части из мягкого материала в первом варианте осуществления и третьем варианте осуществления настоящего изобретения;
[0033] на фиг. 5 представлен схематический вид конструкции части из жесткого материала и части из мягкого материала после ультразвуковой клепки в первом варианте осуществления настоящего изобретения;
[0034] на фиг. 6 представлен вид спереди части из жесткого материала и части из мягкого материала после ультразвуковой клепки в первом варианте осуществления настоящего изобретения;
[0035] на фиг. 7 представлен вид сбоку в поперечном разрезе части из жесткого материала и части из мягкого материала после ультразвуковой клепки в первом варианте осуществления настоящего изобретения;
[0036] на фиг. 8 представлен схематический вид конструкции части из мягкого материала согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;
[0037] на фиг. 9 представлен перспективный схематический вид части из жесткого материала и части из мягкого материала после литья под давлением методом впрыска за одно целое согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;
[0038] на фиг. 10 представлен вид сбоку в поперечном разрезе части из жесткого материала и части из мягкого материала после литья под давлением методом впрыска за одно целое согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;
[0039] на фиг. 11 представлен вид сбоку в поперечном разрезе перед вставкой и прикреплением части из жесткого материала и части из мягкого материала согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения;
[0040] на фиг. 12 представлен вид сбоку в поперечном разрезе после вставки и прикрепления части из жесткого материала и части из мягкого материала согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения;
[0041] на фиг. 13 представлен перспективный схематический вид после вставки и прикрепления части из жесткого материала и части из мягкого материала согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения;
[0042] на фиг. 14 представлен покомпонентный схематический вид внутреннего магнитного сердечника трансформатора согласно настоящему изобретению; и
[0043] на фиг. 15 представлен схематический вид каркаса измерителя мощности согласно настоящему изобретению.
[0044] Ссылочные позиции:
соединительная конструкция, состоящая из трансформатора и клеммы
100
трансформатор
1
корпус трансформатора
10
кольцевая вмещающая полость
101
кольцевая нижняя стенка
102
нижняя часть
103
уплотняющий материал
104
часть из жесткого материала
11
нижняя торцевая стенка
111
наружная боковая стенка
112
центральное отверстие
113
малый цилиндр
114
головка
115
часть из мягкого материала
12
нижняя пластина
121
внутренняя боковая стенка
122
сквозное отверстие
123
мягкая контактная часть
124
отверстие
125
магнитный сердечник
13
корпус магнитного сердечника
132
ультрамикрокристаллический магнитный сердечник
133
провод вторичного тока
14
подводящий проводник
15
провод первичного тока
2
клемма
3
основная часть
31
отверстие для проводки
311
столбчатая часть
32
соединительное отверстие
321
измеритель мощности
4
оболочка измерителя мощности
41
измерительное устройство
42
устройство отображения результатов измерения
43
клеммная коробка
44
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0045] Различные иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны ниже со ссылкой на сопроводительные графические материалы. Следует отметить, что, если явным образом не указано иначе, относительное расположение, числовые выражения и численные величины компонентов и этапов, изложенных в этих вариантах осуществления, не ограничивают объем настоящего изобретения.
[0046] Нижеследующее описание по меньшей мере одного иллюстративного варианта осуществления фактически является лишь иллюстративным и ни в коем случае не служит для какого-либо ограничения настоящего изобретения и его применения или использования.
[0047] Технология и оборудование, известные специалистам в соответствующих областях, могут быть не описаны подробно, но, где это применимо, технология и оборудование должны считаться частью данного технического описания.
[0048] Во всех примерах, показанных и рассмотренных в настоящем документе, любая конкретная величина должна быть истолкована лишь как иллюстративная, а не ограничивающая. Следовательно, другие примеры иллюстративного варианта осуществления могут иметь другие величины.
[0049] Следует отметить, что подобные ссылочные позиции и буквенные символы в следующих графических материалах указывают подобные элементы, поэтому, если определенный элемент определен в одном графическом материале, не требуется его рассмотрение дополнительно в последующих графических материалах.
[0050] В области применений трансформатора, как поставщику, знакомому с рыночным спросом в данной отрасли промышленности, компании Weida Electronic Co., Ltd. очень хорошо известно о проблемах в существующей технологии. Отдел исследований и разработок компании также инвестировал значительные средства на основе собственной оригинальной технологии, провел долгосрочные и крупномасштабные эксперименты, программную проверку и крупномасштабные опросы потребителей и в итоге получил техническое решение согласно настоящему изобретению.
[0051] Со ссылкой на фиг. 1–13, трансформатор 1 используется для надевания на провод 2 первичного тока. Таким путем трансформатор 1 можно использовать для определения и обнаружения данных мощности в отношении провода 2 первичного тока. Трансформатор 1 содержит корпус 10 трансформатора, кольцевой магнитный сердечник 13, размещенный в корпусе 10 трансформатора, и провод 14 вторичного тока, размещенный в корпусе 10 трансформатора и намотанный на кольцевой магнитный сердечник 13. В настоящем изобретении термин «кольцевой» относится конкретно не к круглому кольцу, a в объем термина «кольцевой» входит любая форма с отверстием в центре для прохождения через нее провода 2 первичного тока. Кроме того, внутренняя и наружная окружности термина «кольцевой» не ограничиваются круглой формой и могут иметь любую форму. Кольцевой магнитный сердечник 13 содержит корпус 132 магнитного сердечника и ультрамикрокристаллический магнитный сердечник 133, размещенный в корпусе 132 магнитного сердечника. В конкретном варианте осуществления, показанном в графических материалах, ультрамикрокристаллический магнитный сердечник 133 представляет собой круглое кольцо, которое образовано тонкой полоской аморфного материала, намотанной виток за витком, а затем подвергнутой термической обработке. Ультрамикрокристаллический магнитный сердечник 133 характеризуется превосходными магнитными показателями, такими как высокая проницаемость, высокая магнитная индукция насыщения и низкие потери. Однако вследствие того, что аморфная полоска становится хрупкой по причине структурной релаксации в ходе термической обработки, ее ударная вязкость является неудовлетворительной подобно металлическому стеклу. Под воздействием внешней силы ультрамикрокристаллический магнитный сердечник 133 является чрезвычайно подверженным дроблению, и мягкие магнитные характеристики будут ухудшаться соответственно, что будет вызывать серьезное повреждение трансформатора 1, приводить к неудовлетворительной точности трансформатора 1 и делать неточным измерение при помощи измерителя. Тонкая полоска из аморфного материала образована за счет затвердевания расплава из сплава, содержащего ферромагнитные элементы и превращающиеся в стекловидное вещество элементы, со скоростью охлаждения, например, один миллион градусов в секунду. Благодаря этому сплав не только обладает магнетизмом, но и позволяет управлять более низкой температурой плавления, поэтому его проще образовать как аморфный. В частности, ферромагнитные элементы включают железо, кобальт, никель и т. д. и/или любую их комбинацию; превращающиеся в стекловидное вещество элементы включают кремний, бор, углерод и т. д. и/или любую их комбинацию; например, Fe-Si-B, FeNiPB, CoZr, ZrTiCuNi и т. д. Для защиты ультрамикрокристаллического магнитного сердечника 133 используется защитный короб соответствующей формы для предварительной защиты, или принята защитная обработка путем окраски погружением с отверждением. То есть кольцевой магнитный сердечник 13 содержит корпус 132 магнитного сердечника и ультрамикрокристаллический магнитный сердечник 133, размещенный в корпусе 132 магнитного сердечника. Корпус 132 магнитного сердечника имеет форму кольца, выполняемого нанесением на наружную сторону ультрамикрокристаллического магнитного сердечника 133; или ультрамикрокристаллический магнитный сердечник 133 погружают и отверждают в трансформаторе 1. Ультрамикрокристаллический магнитный сердечник 133 может быть закреплен в корпусе 132 магнитного сердечника с помощью мягкого клея или губчатого материала. Корпус 132 магнитного сердечника имеет кольцевую форму, чтобы соответствовать форме ультрамикрокристаллического магнитного сердечника 133. Обмотка из провода 14 вторичного тока намотана на корпус 132 магнитного сердечника. Обмотка из провода 14 вторичного тока может электрически соединяться с парой подводящих проводников 15. Подводящие проводники 15 проходят за пределы корпуса 10 трансформатора для электрического соединения с измерительным устройством 42 снаружи трансформатора 1. Хотя ультрамикрокристаллический магнитный сердечник 133 защищен корпусом 132 магнитного сердечника, ультрамикрокристаллический магнитный сердечник 133 в трансформаторе 1 легко повреждается при обращении, вибрации, искажении, деформации и экструзии.
[0052] Со ссылкой на фиг. 2 и 3, корпус 10 трансформатора согласно настоящему изобретению содержит часть 11 из жесткого материала и часть 12 из мягкого материала, которые предоставляются как единое целое. Термин «мягкий материал» относится к материалу с определенной мягкостью и упругостью. Часть 11 из жесткого материала и часть 12 из мягкого материала совместно образуют кольцевую вмещающую полость 101 с закрытой нижней частью 103. Кольцевая вмещающая полость 101 содержит кольцевую нижнюю стенку 102, наружную боковую стенку 112, окружающую наружную сторону кольцевой нижней стенки 102, и внутреннюю боковую стенку 122, окружающую центральную часть кольцевой нижней стенки 102. Кольцевой магнитный сердечник 13 находится вблизи кольцевой нижней стенки 102, надет на наружную сторону внутренней боковой стенки 122 и размещен внутри наружной боковой стенки 112. Кольцевая вмещающая полость 101 заполнена уплотняющим материалом 104 для удержания кольцевого магнитного сердечника 13. Наружная боковая стенка 112 является частью части 11 из жесткого материала. Внутренняя боковая стенка 122 является частью части 12 из мягкого материала. Во внутренней части внутренней боковой стенки 122 образовано сквозное отверстие 123 для прохождения через него провода 2 первичного тока. Внутренняя боковая стенка 122 выступает в сквозное отверстие 123 для сопротивления при помощи мягкой контактной части 124, взаимодействующей с проводом 2 первичного тока. Часть 12 из мягкого материала изготовлена из материала, стойкого к воздействию высоких температур. Благодаря этому для части 11 из жесткого материала могут достигаться лучшая конструктивная устойчивость и соответствие формы для корпуса 10 трансформатора. В разных вариантах осуществления часть 11 из жесткого материала может быть изготовлена из материалов ABS, PVC или PC. Мягкая внутренняя боковая стенка 122 и мягкая контактная часть 124 могут реализовывать гладкое прохождение провода 2 первичного тока и реализовывать антивибрационное и буферное взаимодействие между трансформатором 1 и проводом 2 первичного тока. Поэтому реализуется антивибрационная защита ультрамикрокристаллического магнитного сердечника 133 внутри трансформатора 1, и предотвращается столкновение ультрамикрокристаллического магнитного сердечника 133 с проводом 2 первичного тока по разным причинам в виде вибрации и дробления, которые оказывает влияние на точность измерений. Жесткий материал и мягкий материал выполнены как единое целое друг с другом так, что кольцевая вмещающая полость 101 содержит закрытую нижнюю часть 103. После заполнения кольцевой вмещающей полости 101 уплотняющим материалом 104 нижняя часть 103 обладает превосходной воздухонепроницаемостью. Обычно уплотняющий материал 104 может представлять собой эпоксидную смолу или другие уплотняющие материалы. Однако в этой области, так как необходимо, чтобы через провод 2 первичного тока внутри трансформатора 1 в течение длительного времени проходил большой ток, с легкостью генерируется большое количество тепла, и трансформатор 1 вынужден находиться в высокотемпературных окружающих условиях. Если нижняя часть 103 кольцевой вмещающей полости 101 содержит зазор, уплотняющий материал 104 после нагревания будет легко вытекать из корпуса 10 трансформатора через этот зазор. При возникновении протечки она будет оказывать влияние по меньшей мере на точность измерения, и она будет иметь свойство вызывать серьезные происшествия, связанные с безопасностью энергоснабжения, такие как пожар. Материал, стойкий к воздействию высоких температур, может представлять собой каучук или силикагель. Благодаря этому, даже если через провод 2 первичного тока в течение длительного времени течет большой ток, мягкая внутренняя боковая стенка 122 и мягкая контактная часть 124 не будут подвергаться термическому повреждению, что повышает безопасность трансформатора 1 при использовании. Кроме того, мягкая контактная часть 124 может иметь форму прямого зуба или другую выступающую форму до тех пор, пока она характеризуется определенной степенью мягкости и упругости.
[0053] В частности, если разложить на мягкий материал и жесткий материал корпус 10 трансформатора, выполненный как единое целое из мягкого и жесткого материалов, часть 11 из жесткого материала содержит кольцевую нижнюю торцевую стенку 111, проходящую от наружной боковой стенки 112 вдоль направления в сторону сквозного отверстия 123. Кольцевая нижняя торцевая стенка 111 снабжена центральным отверстием 113, которое соответствует сквозному отверстию 123 для прохождения через него провода 2 первичного тока. Часть 12 из мягкого материала содержит кольцевую нижнюю пластину 121, проходящую от внутренней боковой стенки 122 вдоль направления к наружной боковой стенке 112. Нижняя торцевая стенка 111 и нижняя пластина 121 образованы как единое целое друг с другом с образованием кольцевой нижней стенки 102. То есть в настоящем изобретении мягкий и жесткий материалы объединены между нижней торцевой стенкой 111 и нижней пластиной 121 так, что между нижней торцевой стенкой 111 и нижней пластиной 121 отсутствует зазор. При нагревании уплотняющего материала 104 он не будет протекать наружу.
[0054] В частности, со ссылкой на фиг. 4 и 10–13 показаны схематические виды нижней торцевой стенки 111 и нижней пластины 121, которые объединены друг с другом в первом варианте осуществления и третьем варианте осуществления настоящего изобретения. Нижняя торцевая стенка 111 снабжена множеством малых цилиндров 114, распределенных вокруг наружной стороны центрального отверстия 113. Кольцевая нижняя пластина 121 снабжена множеством отверстий 125, распределенных вокруг наружной стороны внутренней боковой стенки 122. Малые цилиндры 114 проникают в отверстия 125 и закрепляются в них. При такой схеме размещения после последовательной вставки малых цилиндров 114 в отверстия 125 нижнюю торцевую стенку 111 и нижнюю пластину 121 можно объединить друг с другом перед монтажом в корпусе. Нижняя торцевая стенка 111 и нижняя пластина 121 плотно удерживаются, и отсутствует возможность их бокового смещения или бокового отделения друг от друга с образованием зазора. Это обеспечивает то, что после монтажа в корпусе уплотняющий материал 104 не будет протекать через любой возможный зазор даже при нагревании. Таким путем для трансформатора 1 с ультрамикрокристаллическим магнитным сердечником реализуются функции противодействия вибрации и протечкам клея.
[0055] В этом отношении с целью производства трансформатора 1 согласно вышеописанным вариантам осуществления в настоящем изобретении предлагается способ монтажа в корпусе и производства трансформатора 1. Способ монтажа в корпусе и производства трансформатора 1 включает следующие этапы:
изготовление части 11 из жесткого материала и части 12 из мягкого материала, как показано на фиг. 4, и магнитного сердечника 13, на который намотана обмотка из провода 14 вторичного тока, как показано на фиг. 3, соответственно. Последовательность вышеописанных этапов не имеет значения. Как показано на фиг. 14, кольцевой магнитный сердечник 13 содержит корпус 132 магнитного сердечника и ультрамикрокристаллический магнитный сердечник 133, размещенный в корпусе 132 магнитного сердечника. Как показано на фиг. 4, часть 11 из жесткого материала содержит нижнюю торцевую стенку 111, содержащую центральное отверстие 113, и наружную боковую стенку 112, окружающую нижнюю торцевую стенку 111. Нижнюю торцевую стенку 111 снабжают множеством малых цилиндров 114, распределенных вокруг наружной стороны центрального отверстия 113. Часть 12 из мягкого материала содержит цилиндрическую полую внутреннюю боковую стенку 122 и кольцевую нижнюю пластину 121, проходящую наружу от внутренней боковой стенки 122. Во внутренней части внутренней боковой стенки 122 образуют сквозное отверстие 123 для прохождения через него провода 2 первичного тока. Внутренняя боковая стенка 122 выступает в сквозное отверстие 123 для сопротивления при помощи мягкой контактной части 124, взаимодействующей с проводом 2 первичного тока. Часть 12 из мягкого материала изготавливают из материала, стойкого к воздействию высоких температур. Кольцевую нижнюю пластину 121 снабжают отверстиями 125, распределенными вокруг наружной стороны внутренней боковой стенки 122.
затем плотное присоединение кольцевой нижней пластины 121 к нижней торцевой стенке 111 и обеспечение прохождения малых цилиндров 114 через отверстия 125 и прикрепления к ним для образования кольцевой вмещающей полости 101 с герметичной нижней частью 103;
сборка кольцевого магнитного сердечника 13, на который намотана обмотка из провода 14 вторичного тока, в кольцевой вмещающей полости 101; и
заливка уплотняющего материала 104 в кольцевую вмещающую полость 101 для завершения монтажа в корпусе.
[0056] Благодаря этому кольцевая нижняя пластина 121 и нижняя торцевая стенка 111 могут образовывать бесшовную и неподвижную посадку. После установки и монтажа в корпусе кольцевого магнитного сердечника 13 уплотняющий материал 104 после нагревания в течение длительного времени не будет вытекать из корпуса 10 трансформатора через какой-либо возможный зазор между кольцевой нижней пластиной 121 и нижней торцевой стенкой 111. Корпус 10 трансформатора, выполненный как единое целое из мягкого и жесткого материалов, может эффективно защищать наружную сторону трансформатора 1. Кроме того, для трансформатора 1 с ультрамикрокристаллическим магнитным сердечником он характеризуется превосходными функциями противодействия вибрации и протечкам.
[0057] Дополнительно со ссылкой на фиг. 5–7 представлены схематические изображения корпуса 10 трансформатора после процесса ультразвуковой клепки в первом варианте осуществления настоящего изобретения. После размещения и объединения части 11 из жесткого материала и части 12 из мягкого материала малые цилиндры 114 подвергают клепке с помощью ультразвуковых волн. Верхняя часть каждого малого цилиндра 114 продолжается неразъемно, охватывая нижнюю пластину 121 для предотвращения отделения нижней пластины 121 от головки 115 малого цилиндра 114. При такой схеме размещения головка 115, продолжающаяся неразъемно с нижней торцевой стенкой 111, обеспечивает возможность чрезвычайно плотного бесшовного присоединения нижней пластины 121 к нижней торцевой стенке 111. Головка 115 может также прижимать нижнюю пластину 121 из периферийного положения малых цилиндров 114. По сравнению с третьим вариантом осуществления при помощи процесса клепки согласно первому варианту осуществления часть 11 из жесткого материала и часть 12 из мягкого материала можно сделать более компактными. Это может лучше обеспечивать бесшовное соединение между частью 11 из жесткого материала и частью 12 из мягкого материала и предотвращать протечку клея в нижней части 103 корпуса 10 трансформатора.
[0058] В частности, термин «процесс клепки» относится к тому, что способ монтажа в корпусе и производства трансформатора 1 дополнительно включает выполнение в отношении малых цилиндров 114 обработки ультразвуковыми волнами после проникновения малых цилиндров 114 в отверстие 125 и закрепления в нем. Это обеспечивает наличие в верхней части каждого малого цилиндра 114 неразъемно продолжающейся головки 115 плоской формы, так что малый цилиндр 114 проходит через отверстие 125 и приклепывает нижнюю пластину 121. Поскольку мягкий материал представляет собой материал, стойкий к воздействию высоких температур, когда малые цилиндры 114 приваривают ультразвуком, могут быть предотвращены значительные подтверждения мягкого материала. Эта конструкция является устойчивой после клепки, и достигается превосходная воздухонепроницаемость нижней части 103 корпуса 10 трансформатора.
[0059] Более предпочтительно со ссылкой на фиг. 8–10 представлены схематические изображения конструкции корпуса 10 трансформатора во втором варианте осуществления настоящего изобретения. Кольцевая нижняя пластина 121 вделана в нижнюю торцевую стенку 111 и образована внутри нее. При такой схеме размещения часть 12 из мягкого материала и часть 11 из жесткого материала могут обладать характеристиками полной герметизации нижней части 103 в ходе производства и литья и достигают высшей степени функции стойкости к протечкам клея.
[0060] Что касается способа производства трансформатора 1 согласно второму варианту осуществления, конкретные этапы включают:
изготовление кольцевого магнитного сердечника 13 с обмоткой из провода 14 вторичного тока. Кольцевой магнитный сердечник 13 содержит корпус 132 магнитного сердечника и ультрамикрокристаллический магнитный сердечник 133, размещенный в корпусе 132 магнитного сердечника;
образование корпуса 10 трансформатора из двух разных, мягкого и жесткого, материалов одновременно с использованием машины для литья двухцветной пластмассы под давлением методом впрыска. Корпус 10 трансформатора содержит часть 11 из жесткого материала и часть 12 из мягкого материала. Часть 12 из мягкого материала содержит цилиндрическую полую внутреннюю боковую стенку 122 и кольцевую нижнюю пластину 121, проходящую наружу от внутренней боковой стенки 122. На внутренней стороне внутренней боковой стенки 122 образуют сквозное отверстие 123 для прохождения через него провода 2 первичного тока. Внутреннюю боковую стенку 122 снабжают мягкой контактной частью 124, выступающей в сквозное отверстие 123 и используемой для сопротивления проводу 2 первичного тока и взаимодействия с ним. Часть 12 из мягкого материала представляет собой материал, стойкий к воздействию высоких температур. Часть 11 из жесткого материала содержит нижнюю торцевую стенку 111 с центральным отверстием 113 и наружную боковую стенку 112, окружающую нижнюю торцевую стенку 111. Нижнюю пластину 121 вделывают в нижнюю торцевую стенку 111 путем литья под давлением методом впрыска так, что внутренняя боковая стенка 122, наружная боковая стенка 112, нижняя пластина 121 и нижняя торцевая стенка 111 образуют кольцевую вмещающую полость 101 с герметичной нижней частью 103;
сборку кольцевого магнитного сердечника 13, на который намотана обмотка из провода 14 вторичного тока, в кольцевой вмещающей полости 101; и
заливку уплотняющего материала 104 в кольцевую вмещающую полость 101 для завершения монтажа в корпусе.
[0061] Таким путем при помощи машины для литья двухцветной пластмассы под давлением методом впрыска отливают корпус 10 трансформатора из двух разных, мягкого и жесткого, материалов одновременно так, что корпус 10 трансформатора содержит как часть 11 из жесткого материала, так и часть 12 из мягкого материала. Благодаря этому он обладает превосходными антивибрационными характеристиками, и кольцевая вмещающая полость 101 обладает лучшей воздухонепроницаемостью нижней части 103. Даже если во внутренней части трансформатора 1 после нагревания присутствует большое давление протечки, может по-прежнему быть обеспечено отсутствие протечки уплотняющего материала 104 из некоторого положения между частью 11 из жесткого материала и частью 12 из мягкого материала. Это полностью исключает ошибку измерения и даже возможность электрических аварий, вызванных протечкой клея в этом месте. Следует отметить, что термин «машина для литья двухцветной пластмассы под давлением методом впрыска» относится к устройству, которое может выполнять литье под давлением методом впрыска как единое целое корпуса 10 трансформатора одновременно или до и после двух или более материалов. Это устройство может состоять из комплектного устройства, или несколько устройств могут быть объединены или скоординированы друг с другом. В частности, можно совместно отлить под давлением методом впрыска часть 11 из жесткого материала и часть 12 из мягкого материала. Или, как показано на фиг. 8, сначала отливают под давлением методом впрыска часть 12 из мягкого материала, а затем снаружи части 12 из мягкого материала отливают под давлением методом впрыска часть 11 из жесткого материала. Например, для литья под давлением методом впрыска в литьевые формы помещают каучуковые части или силиконовые части. Или сначала отливают под давлением методом впрыска некоторую часть части 11 из жесткого материала, затем отливают под давлением методом впрыска часть 12 из мягкого материала, а затем отливают под давлением методом впрыска остальную часть части 11 из жесткого материала.
[0062] В качестве дополнительной оптимизации во втором варианте осуществления, как показано на фиг. 8, кольцевая нижняя пластина 121 снабжена отверстиями 125, распределенными вокруг наружной стороны внутренней боковой стенки 122. Отверстия 125 вделаны в нижнюю торцевую стенку 111. При такой схеме размещения в ходе литья под давлением методом впрыска часть 11 из жесткого материала может втекать в отверстия 125. После завершения литья под давлением методом впрыска герметичность заделывания между мягким материалом и окружающим жестким материалом может увеличиться, а расслоение материалов не происходит легко. Разумеется, следует отметить, что в других вариантах осуществления настоящего изобретения, подобных второму варианту осуществления, часть 12 из мягкого материала может не быть снабжена отверстиями 125, или для литья под давлением методом впрыска можно использовать нижнюю пластину 121 других форм.
[0063] Со ссылкой на фиг. 15 и 1 в настоящем изобретении также предоставляется измеритель 4 мощности. Измеритель 4 мощности используется для выборки, снятия показаний и измерения электрических параметров по отдельности. Измеритель 4 мощности содержит оболочку 41 измерителя мощности, измерительное устройство 42, расположенное в оболочке 41 измерителя мощности, устройство 43 отображения результатов измерения и клеммную коробку 44. Клеммная коробка 44 снабжена соединительной конструкцией 100 между трансформатором 1 и клеммой 3. Соединительная конструкция 100, состоящая из трансформатора 1 и клеммы 3, содержит трансформатор 1, провод 2 первичного тока, проходящий через трансформатор 1, и клемму 3, электрически соединенную с проводом 2 первичного тока. Клемма 3 содержит основную часть 31 и столбчатую часть 32, проходящую вперед от основной части 31. Столбчатая часть 32 содержит соединительное отверстие 321, утопленное в столбчатой части 32 вдоль направления спереди назад. Основная часть 31 снабжена отверстием 311 для проводки, утопленным в основной части 31 вдоль направления сзади вперед. Соединительное отверстие 321 и отверстие 311 для проводки расположены напротив друг друга и не сообщаются друг с другом. Провод 2 первичного тока проходит через соединительное отверстие 321. Таким образом, измеритель 4 мощности содержит трансформатор 1 с ультрамикрокристаллическим магнитным сердечником 133. Трансформатор 1 обладает свойствами противодействия вибрации и протечкам, что вносит значительный вклад в стабильность результатов измерений измерителя 4 мощности и безопасность пользования электричеством.
[0064] В конкретном варианте осуществления этап образования корпуса 10 трансформатора из двух разных, мягкого и жесткого, материалов одновременно с использованием машины для литья двухцветной пластмассы под давлением методом впрыска включает этапы литья под давлением методом впрыска сначала части 12 из мягкого материала, а затем помещения части 12 из мягкого материала в литьевую форму для литья под давлением методом впрыска части 11 из жесткого материала снаружи. Таким путем кольцевую нижнюю пластину 121 части 12 из мягкого материала вделывают в часть 11 из жесткого материала.
[0065] Альтернативно этап образования корпуса 10 трансформатора из двух разных, мягкого и жесткого, материалов одновременно с использованием машины для литья двухцветной пластмассы под давлением методом впрыска включает этап литья под давлением методом впрыска сначала наружной боковой стенки 112 части 11 из жесткого материала и части нижней торцевой стенки 111, то есть более тонкой нижней торцевой стенки 111. Затем на части нижней торцевой стенки 111 образуют часть 12 из мягкого материала. А затем другую часть нижней торцевой стенки 111 дополнительно отливают под давлением методом впрыска снаружи кольцевой нижней пластины 121 части 12 из мягкого материала, то есть толщина нижней торцевой стенки 111 увеличивается. Таким путем кольцевую нижнюю пластину 121 части 12 из мягкого материала вделывают в часть 11 из жесткого материала.
[0066] Кольцевую нижнюю пластину 121 части 12 из мягкого материала снабжают множеством отверстий 125, распределенных с некоторыми интервалами в ходе литья под давлением. Отверстия 125 обеспечивают возможность прохождения через них части 11 из жесткого материала в ходе литья под давлением методом впрыска. Таким путем часть из мягкого материала и часть из жесткого материала могут быть более устойчиво вделаны и объединены.
[0067] Если не определено другое, то все технические и научные термины, используемые в настоящем документе, имеют те же значения, в которых их обычно понимают специалисты в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Термины, используемые в описании настоящего изобретения в настоящем документе, предназначены лишь для описания конкретных вариантов осуществления и не предназначены для ограничения настоящего изобретения. Термин «и/или» в контексте настоящего документа включает любые комбинации одного или нескольких соответствующих перечисленных объектов.
[0068] Специалисты в данной области могут произвольным образом комбинировать различные технические признаки вышеупомянутых вариантов осуществления. Для обеспечения краткости описания в вышеупомянутых вариантах осуществления описаны не все возможные комбинации различных технических признаков. Однако при условии отсутствия противоречия в комбинации этих технических признаков они должны расцениваться как входящие в объем этого технического описания.
[0069] Вышеупомянутые варианты осуществления представляют собой лишь некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, и описания являются более конкретными и подробными, но они не должны расцениваться как ограничивающие объем настоящего изобретения. Следует отметить, что для специалистов в данной области техники без отступления от идеи настоящего изобретения могут быть осуществлены несколько модификаций и усовершенствований, и все они входят в объем охраны настоящего изобретения. Следовательно, объем охраны настоящего изобретения должен определяться прилагаемой формулой изобретения.