[實(shí)用新型]一種整流變壓器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820109590.1
• 申請日: 2008-08-01
• 公開（公告）號(hào): CN201233799Y
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李西恭;邱祁;郭麗娟;趙小舟
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01F27/26
• 分類號(hào): H01F27/26;H01F27/24;H01F27/28;H01F27/16
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張 慧

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于中高頻變壓器領(lǐng)域，主要涉及變壓器使用頻率不低于2kHz的大功率整流變壓器。

背景技術(shù)

目前，為了適應(yīng)節(jié)約材料及節(jié)能的需要，變壓器技術(shù)向高頻化，低電壓方向發(fā)展。但當(dāng)頻率提高時(shí)，變壓器的輸出電感限制了輸出電流。當(dāng)輸出電壓越低時(shí)，輸出電流越大，前述問題就越發(fā)突出。另外，在大功率輸出條件下，為提高使用效率，需要考慮變壓器散熱問題。目前大功率變壓器可以采用水冷卻或是油冷卻。現(xiàn)有的水冷卻技術(shù)是把變壓器線圈做成中空的，內(nèi)部通循環(huán)冷卻水。為保證變壓器匝間絕緣，在制作過程中需要澆注環(huán)氧樹脂。水冷變壓器不僅制作工藝復(fù)雜，由于環(huán)氧樹脂造成的介質(zhì)損耗，也限制了變壓器的使用頻率。油冷卻變壓器是將變壓器鐵心浸泡在油中。這種變壓器需要有很好的密封，制作成本也很高，在高頻率條件下，絕緣油的介質(zhì)損耗同樣限制了變壓器的使用頻率。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種制作工藝簡單，散熱效果好，變壓器使用頻率不低于2kHz的大功率整流變壓器。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案參見整流變壓器組裝示意圖1和圖9。這種整流變壓器是采用常規(guī)方法確定其中變壓器鐵芯的工作截面積，初級(jí)線圈及次級(jí)線圈的截面積；它包括有變壓器鐵芯1.1、初級(jí)線圈1.2、次級(jí)線圈1.3、及與變壓器次級(jí)線圈輸出端相連接的整流管電路。本發(fā)明的特征在于：

所述的鐵芯的工作截面的寬度與高度之比不小于5比1，不大于50比1，并且鐵芯的工作截面的寬度與高度之比最佳選擇為不小于10比1，不大于20比1；本實(shí)用新型的變壓器鐵心上只纏繞一層初級(jí)線圈和一匝次級(jí)線圈，變壓器外部設(shè)置有冷卻變壓器的水冷散熱器2。

所述的變壓器鐵芯1.1置于兩個(gè)冷卻變壓器的水冷散熱器2中間，并使變壓器鐵芯外表面接觸每個(gè)水冷變壓器外表面，變壓器的次級(jí)線圈1.2分別置于兩個(gè)冷卻變壓器的水冷散熱器上。也可在在兩個(gè)水冷散熱器2中間、放置變壓器的次級(jí)線圈1.2的位置處再設(shè)置冷卻整流管的水冷散熱器4，整流管安裝在冷卻整流管的水冷散熱器4上。

所述的變壓器的次級(jí)線圈輸出端與整流管電路3連接方式為：變壓器的次級(jí)線圈的兩個(gè)輸出端直接連接整流電路中的整流管；或變壓器的次級(jí)線圈的一端接整流電路中的整流管，另一端接負(fù)載。

本實(shí)用新型所述的一種整流變壓器使用時(shí)，可根據(jù)現(xiàn)場負(fù)載對變壓器輸出電壓或輸出電流的使用要求，采用多個(gè)變壓器組合使用。

所述的多個(gè)變壓器組合使用時(shí)的連接方式為：當(dāng)單個(gè)變壓器輸出電流低于負(fù)載要求時(shí)，將多個(gè)整流變壓器初級(jí)線圈串聯(lián)后與交流電連接，整流變壓器輸出端并聯(lián)后與負(fù)載連接，或者次級(jí)線圈并聯(lián)后與整流電路連接；當(dāng)單個(gè)變壓器輸出電壓低于負(fù)載要求時(shí)，將多個(gè)整流變壓器的初級(jí)線圈串聯(lián)或并聯(lián)后與交流電連接，整流變壓器輸出端串聯(lián)后與負(fù)載連接，或者次級(jí)線圈串聯(lián)后與整流電路連接。

本實(shí)用新型的目的是通過改變變壓器形狀及冷卻方式所達(dá)到的。由于變壓器鐵芯制成做成扁平狀，其截面的寬度與高度之比不小于5比1，不大于50比1，以使暴露在磁路外的導(dǎo)線減少，降低了漏磁通。再則在變壓器鐵心上只纏繞一層初級(jí)線圈，使變壓器鐵芯長度增加，高度降低，降低了導(dǎo)線引起的分布電感；同時(shí)在變壓器鐵心上只纏繞一匝次級(jí)線圈，并包圍初級(jí)線圈纏繞，降低了變壓器漏感；除由于鐵心長度增加，這匝次級(jí)線圈的寬度亦隨鐵心長度增加而變寬外，這樣設(shè)計(jì)可以降低線圈導(dǎo)線造成的分布電感，其原理類似于扁平傳輸線。

本實(shí)用新型為了提高冷卻效率和變壓器工作頻率，采用水冷散熱器冷卻變壓器，降低由變壓器損耗造成的溫升。水冷散熱器通過與變壓器緊密接觸達(dá)到冷卻的目的，與現(xiàn)有油浸變壓器或水冷變壓器相比，由于在變壓器和散熱器之間存在熱阻，從理論上講這種水冷散熱器的散熱效率不如前兩種。但由于我們的變壓器形狀的特點(diǎn)是鐵心上下表面積大，次級(jí)線圈寬度大，使得變壓器與水冷散熱器接觸面積大，有利于降低熱阻，提高散熱效率。使用水冷散熱器的優(yōu)點(diǎn)是變壓器仍然是干式變壓器，沒有現(xiàn)有的水冷變壓器及油浸變壓器的介質(zhì)損耗，有利于提高頻率。

綜上所述，本實(shí)用新型與干式變壓器相比，提高了散熱效率。與水冷或油浸變壓器相比，提高了大功率變壓器的工作頻率，簡化了變壓器的制作工藝。

附圖說明

圖1本實(shí)用新型的整流變壓器組裝示意圖

圖中：1.1變壓器鐵芯，1.2變壓器的次級(jí)線圈；1.3變壓器初級(jí)線圈；1.4次級(jí)線圈的輸出母線板2、冷卻變壓器的水冷散熱器；

圖2本實(shí)用新型的變壓器1.1鐵芯。