[發明專利]一種應用于能量路由器的熱管散熱高壓高頻變壓器

在審

• 申請號: 202011452644.6
• 申請日: 2020-12-12
• 公開（公告）號: CN112562994A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 范建華;徐鵬飛;肖汝騰;謝堂林;王慶園;韓長忠;于曉強
• 申請（專利權）人: 青島鼎信通訊股份有限公司
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H01F27/30;H01F27/26;H01F27/22;H01F27/23;H01F27/08;F16F15/08
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本發明涉及一種應用于能量路由器的熱管散熱高壓高頻變壓器，包括高壓繞組、低壓繞組、風道骨架、鐵芯、熱管、散熱片，高低壓繞組澆注體與鐵芯之間有風道，能夠加強鐵芯的散熱性；高頻變壓器鐵芯用絕緣護殼包覆，并用高導熱的硅膠灌封，提高鐵芯耐溫等級、變壓器的抗振動性和耐腐蝕性；高壓繞組使用半導電材料包覆，形成屏蔽層，能夠有效降低高壓繞組與低壓繞組間的局部放電值；繞組整體使用環氧樹脂真空澆注，能夠提高高頻變壓器耐壓以及降低高低壓繞組間的局部放電值，低壓繞組與風道之間澆注熱管，銅管在澆注體外直連散熱片，提高低壓繞組的散熱性，從而提高能量路由器的安全性和使用壽命。

技術領域

本發明屬于電力系統領域，具體涉及一種應用于能量路由器的熱管散熱高壓高頻變壓器。

背景技術

為促進集成互補的能源互聯網現代能源體系建設的要求，大幅提高基于大功率的能量路由器、電力電子變壓器、直流變壓器、電容變壓器、柔性變壓器等新理念產品的生產能力，該類產品通常采用模塊化級聯拓撲，接近中壓電網一端的模塊在電力電子開關器件導通時，高頻變壓器高壓側有高電位，需要與低壓側有良好的絕緣性能，而能量路由器的體積主要受高壓高頻變壓器功率密度的影響，當前市場上的高壓高頻變壓器主要存在功率密度小、抗振動性差、散熱差、耐腐蝕差等缺點，這就迫切需要一種抗振動性強、功率密度高、散熱性能好、耐腐蝕性強的高壓高頻變壓器。

發明內容

本發明的目的是提供一種應用于能量路由器的熱管散熱高壓高頻變壓器，起到隔離電氣、改變高壓與低壓變比的作用，具有功率密度大、散熱性好、抗振動性強以及耐腐蝕性強等。

為實現上述目的，本發明提供了一種應用于能量路由器的熱管散熱高壓高頻變壓器，包括高壓繞組、低壓繞組、風道骨架、鐵芯、熱管、散熱片，其中：

高壓繞組，連接能量路由器的高壓側，接收輸入電壓或電流；

低壓繞組，連接能量路由器的低壓側，輸出電壓或電流；

鐵芯，用于電磁耦合和功率傳輸，并使用硅膠類高導熱材料灌封澆注，用于增強鐵芯的耐溫等級和防護性能以此提高變壓器的抗振動性、耐腐蝕性和使用壽命，且該鐵芯可以重復使用，同時鐵芯窗口高度和寬度可縮小10mm至20mm，減小變壓器的漏感；

熱管，放置在低壓繞組與風道骨架之間，對熱管進行澆注，加強低壓繞組的散熱；

風道骨架，在低壓繞組與鐵芯之間，并作為繞組澆注的內壁，形成鐵芯和繞組的散熱通道；

散熱片，直連銅管，用于加強高壓高頻變壓器的散熱功能；

其中，高壓繞組和低壓繞組使用環氧樹脂澆注，加強其防護等級和耐壓水平；風道骨架環繞在鐵芯的周圍，形成散熱風道；熱管在低壓繞組與風道骨架之間分布，熱管與低壓繞組保證5kV的耐壓，熱管在澆注體外直連散熱片；澆注體與鐵芯之間留有風道，用于加強鐵芯的散熱。

進一步地，高壓繞組用半導電材料包覆，形成屏蔽層，用于提高高壓高頻變壓器的局放水平，從而提高變壓器的壽命。

進一步地，熱管直連散熱片，提高變壓器的散熱性，極大的降低低壓繞組溫升，減小鐵芯的窗口面積，提高變壓器的功率密度。

本發明的有益效果：

1.由于高壓繞組使用半導電材料包覆，提高了高頻變壓器的耐壓水平，從而提高能量路由器的安全性和使用壽命。

2.由于高壓繞組、低壓繞組、熱管使用環氧樹脂澆注，澆注體外部的熱管直連散熱片，鐵芯使用硅膠澆注，加大的提高變壓器的散熱性、抗振動性及耐腐蝕性。

附圖說明

圖1為本發明應用于能量路由器的熱管散熱高壓高頻變壓器的結構示意圖。

圖2為本發明應用于能量路由器的熱管散熱高壓高頻變壓器的熱管以及散熱片的結構示意圖。