[發明專利]三相高頻變壓器

在審

• 申請號: 201711482286.1
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108231366A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 徐啟惠;曹仲飛;曹祥雄
• 申請（專利權）人: 上海意蘭可電力電子設備有限公司;深圳意蘭可電力電子設備有限公司;浙江瑞科材料科技有限公司
• 主分類號: H01F27/24
• 分類號: H01F27/24;H01F27/255;H01F19/04
• 代理公司: 上海東創專利代理事務所(普通合伙) 31245
• 代理人: 郭薔

本發明涉及一種三相高頻變壓器。其目的是提供一種三相高頻變壓器，能夠實現三相磁阻平衡，使得其鐵心柱可以使用鐵氧體材料作為磁芯，且結構簡單。一種三相高頻變壓器，包括：一個上主鐵軛、一個下主鐵軛和三個鐵心柱，每個鐵心柱上均繞有一個初級線圈和一個次級線圈；上主鐵軛的兩端連接至兩側的兩個鐵心柱，下主鐵軛的兩端連接至兩側的兩個鐵心柱，中間的鐵心柱的上下兩端分別與上主鐵軛的中部和下主鐵軛的中部連接；在上主鐵軛的上方設有一個上副鐵軛，上副鐵軛的兩端連接至兩側的兩個鐵芯柱，上副鐵軛和上主鐵軛之間設有間隙；在下主鐵軛的下方設有一個下副鐵軛，下副鐵軛的兩端連接至兩側的兩個鐵芯柱，下副鐵軛和下主鐵軛之間設有間隙。

技術領域

本發明涉及電力電子設備，具體來說，是涉及一種三相高頻變壓器。

背景技術

隨著電力電子技術的發展，以及高頻大功率電力電子器件的應用，電力電子設備頻率越來越高，容量不斷增大，因此需要高頻大功率變壓器與之相適應。最近，隨著大功率高頻開關器件和磁芯的出現，為高頻大功率變壓器的制造創造了條件。

以前大容量的變壓器，工作頻率為50Hz或60Hz，稱為工頻變壓器。當電力電子系統變壓器的工作頻率為幾十或幾百千赫時，相對于工頻變壓器來說，可稱之為高頻變壓器。與高頻變壓器相比，工頻變壓器的體積非常大。同等功率的變壓器，高頻變壓器比工頻變壓器的體積要小很多。并且隨著頻率的提高，其體積會進一步變小。因為頻率提高了，所需線圈匝數變少，磁芯截面積變小，因而變壓器體積會變小。

現有技術中的高頻變壓器(頻率為幾十、幾百千赫或更高)，通常都是做成單相變壓器。隨著模塊化多電平變換電路的出現，可以將高頻變壓器也做成三相變壓器。這樣可以進一步縮小變壓器體積，使其占用空間更小，制造成本也進一步降低。

高頻變壓器磁芯一般選用高頻損耗小的鐵氧體，相對于硅鋼等高導磁材料來說，采用鐵氧體的磁芯的磁阻相對較大。如果沿用傳統的三相變壓器磁芯結構，則三相回路磁阻差別較大，無法解決三相磁阻不平衡的問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足之處，提供一種三相高頻變壓器，能夠實現三相磁阻平衡，使得其鐵心柱可以使用鐵氧體材料作為磁芯，且結構簡單。

本發明的目的是這樣實現的：

一種三相高頻變壓器，包括：一個上主鐵軛、一個下主鐵軛和三個鐵心柱，每個鐵心柱上均繞有一個初級線圈和一個次級線圈；所述上主鐵軛的兩端分別連接至設置在兩側的兩個鐵心柱的上部，所述下主鐵軛的兩端分別連接至所述設置在兩側的兩個鐵心柱的下部，設置在中間的鐵心柱的上下兩端分別與上主鐵軛的中部和下主鐵軛的中部連接；在所述上主鐵軛的上方設有一個上副鐵軛，所述上副鐵軛的兩端連接至所述設置在兩側的兩個鐵芯柱的上部，所述上副鐵軛和上主鐵軛之間設有間隙；在所述下主鐵軛的下方設有一個下副鐵軛，所述下副鐵軛的兩端連接至所述設置在兩側的兩個鐵芯柱的下部，所述下副鐵軛和下主鐵軛之間設有間隙。

當所述設置在兩側的兩個鐵心柱之間形成磁通回路時，所述設置在兩側的兩個鐵心柱與所述上主鐵軛和下主鐵軛形成磁通主回路，同時所述設置在兩側的兩個鐵心柱與所述上副鐵軛和下副鐵軛形成磁通輔回路。

當所述設置在中間的鐵心柱與所述設置在兩側的兩個鐵心柱的一個鐵心柱形成磁通通路時，由于主、副鐵軛之間有間隙，鐵心柱與所述上副鐵軛和下副鐵軛之間不形成磁通通路；當所述設置在中間的鐵心柱與所述設置在兩側的兩個鐵心柱的分別形成磁通通路時，鐵心柱與所述上副鐵軛和下副鐵軛之間不形成磁通通路。

其中，在設計上，為了加工的方便，通常將所述上副鐵軛和上主鐵軛之間的間隙距離設計成5-10mm，將所述下副鐵軛和下主鐵軛之間的間隙距離設計成5-10mm。

其中，所述上主鐵軛、下主鐵軛、上副鐵軛、下副鐵軛是硅鋼鐵軛、非晶/納米晶鐵軛或鐵氧體磁粉鐵軛；所述三個鐵心柱是硅鋼鐵心柱、非晶/納米晶鐵心柱或鐵氧體磁粉鐵心柱。