道路交通信号灯限电压输出变压器制造技术

道路交通信号灯限电压输出变压器应用于城市道路交通自动控制领域。它解决了目前普遍使用的低电压供电的交通信号灯这一特定的负载的和交通信号灯特殊工作条件下的低寿命及变压器本身高故障率的问题。采用ＥＩ－６６型铁芯，其上绕有初级线圈Ｎ１和次级线圈Ｎ２，铁芯以高导磁率取值，获得在电网超额定电压（２２０Ｖ）供电时，变压器工作在临界磁饱和区，限制其有载输出电压的超限供电，以达到保护交通信号专用灯泡的目的。（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及为城市道路交通自动控制
中使用低电压供电的交通信号灯提供一个有效延长信号灯使用寿命的变压器。道路交通控制使用的信号灯，其点亮/关断将赋予不同交通参与者以道路通行权，并以此做为交通执法的依据。因此要求它具有高可靠性和低故障率。为提高信号灯使用寿命及降低能耗，交通信号灯已普遍采用交流12V取代220V的供电方式。变压器是不可缺少的重要部件。但由于我国许多城市供电电网电压不稳定，在用电低峰时电网电压可达240～250V，当以此电压作为变压器的输入电压(Vin)时，其有载输出电压(Voutr)为13.1～13.6V。以12V50W卤素灯泡为光源的信号灯显然承受不了这一过电压供电而使其寿命降低或灯丝烧断，达不到“道路交通信号灯技术条件及测试方法”(GB14887-94)这一国家标准所规定的2000小时的使用寿命；另外，目前低电压供电的信号灯普遍使用的环型小功率变压器，其结构和制造工艺不适应交通信号灯特殊使用条件和运行环境，易造成自身的故障，而使信号灯运行的完好率下降。本技术将提供一个改进设计的变压器，它特别在对变压器过电压供电(Vin)时能有效地抑制其Voutr的升高，使其控制在信号灯泡额定的供电电压(12V)的安全使用范围内，从而延长了灯泡的使用寿命。同时考虑到交通信号灯室外全天候的运行环境和频繁通断的使用条件，在变压器结构和制作工艺上提出特殊要求，确保了技术本身的低故障率。依据变压器的电气工作条件，Vin＝180V～250V；变压器的负载为指定的交通信号灯专用灯泡(12V50W卤素灯泡)，本技术将变压器的有载工况点设计在其磁特性曲线的临界饱和区，以使得当Vin≤220V时Voutr对负载欠电压供电以提高信号灯使用寿命；在Vin＞220V时，由于负载电流加大而使变压器工作在磁饱和方式，限制了Voutr的开高，使Voutr≤12V，信号灯泡工作在其额定电压安全使用范围内，使用寿命得到了保证。作为实施例，本技术选用了EI—66型铁芯，并以高导磁率取值(Bm＝18800Gs)，铁芯截面积为658MM2。初级线圈N1为800匝，线径0.28MM，次级线圈N2为43匝，线径1.25MM，初/次级线圈以分绕方式绕制在骨架上，采用真空浸漆工艺提高变压器的二作性能。根据交通信号控制的需要，信号灯要不停地点亮或关断，因此为其供电的变压器也就不停地通电或断电。由于变压器的指定负载是低压卤素灯泡，其灯丝电阻R在断电时R冷＝0.3～0.4Ω，通电时R热几乎是R冷的10倍。所以在变压器加电的瞬间，其负载接近于短路。我们知道，当变压器负载为0时，其短路电流可达额定电流的25～30倍，变压器绕组所受到的机械力可由下式计算F＝1/9.18·B·L·i·10-4式中F—变压器绕组的受的机械力B—绕组里的满磁通L—线圈导体长度i—流过导体的电流由于满磁通的大小与流过绕组的电流成正比，上式计算的F就与电流的平方成正比。可见当变压器负载突然为0时，其所受到的机械力F将是其额定运行时的625～900倍。虽然其经历的过电流时间仅仅是一瞬间，但由于信号灯的频繁点亮与关断，其绕组就要反复承受这一机械力的冲击。它会使绕组的绝缘受到机械损伤，特别是当绝缘材料长期在室外工作环境下、在高温高湿和电场作用下，绝缘老化，再承受到电动力和机械力时极易损坏，而导致变压器故障。采用有铁芯间隙的E型铁芯，并进行良好的浸漆工艺处理，可提高绝缘电阻、增强防潮能力、加大抗电强度和导热性能，同时又使其机械强度大大提高。因此降低了变压器本身的故障率。本技术仅对通常使用的交通信号灯变压器在电气性能和工艺结构上进行了再设计，因此在信号灯电路中并没有增加新的部件，其总成本不会有大的提高；同时由于其高可靠性而使信号灯长时间有效运行，减少了信号灯泡的损坏，使维修费用降低，获得可观的经济效益；并由此而减少了由于信号灯故障带来的道路交叉口车辆通行能力的降低和可能发生的道路交通事故，而得到较高社会效益。以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。附图说明图1是本技术的电路连接方式。图2是本技术的实施例。图中1、2是初级线圈N1的输入端，3、4是次级线圈N2的输出端，5是变压器负载，即交通信号灯12V/50W专用灯泡，6是变压器的EI-66型铁芯，当铁芯芯柱宽为22MM、叠厚为34MM，每片硅钢片厚0.35MM时，其芯柱截面积为658MM2，7是线圈骨架，初次级线圈N1和N2将分绕其上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种道路交通信号灯限电压输出变压器，其特征是采用ＥＩ－６６型铁芯，初级线圈为Ｎ１，次级线圈为Ｎ２。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种道路交通信号灯限电压输出变压器，其特征是采用EI-66型铁芯，初级线圈为N1，次级线圈为N2。2.根据权利要求1所述的道路交通信号灯限电压输出变压器，其特征是初级线圈N1绕800匝，线径为0.28MM，次级线圈N2绕43匝，线径为1.25MM，初次级线圈以分绕方式...

【专利技术属性】
技术研发人员：王耘非，翟忠民，张新城，易昌练，罗昆仑，
申请(专利权)人：北京市公安交通管理局交通科研所，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]