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CN108511163A - 一种高频变压器及其树脂浇注方法 - Google Patents

一种高频变压器及其树脂浇注方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高频变压器，包括磁芯，磁芯的外部环绕套设有若干绕组，绕组之间设置有绝缘层，相邻的两绕组之间与磁芯的距离不等，且各绕组截面不完全相同，各绕组按照绕组截面从中心向两边逐渐变小的方式排列套设在磁芯上。本发明还提供了一种上述变压器的树脂浇注方法，树脂从两端流入变压器绕组内，沿绕组形成的具有梯度的通道逐渐浸润绕组和各通道。本发明的有益效果是因为线圈多段设计，降低了层间电压，避免了线圈内部有可能出现的局部过热现象，改善了线圈内部的热量分布，减少了线圈局部过热的现象，本申请的结构使树脂更容易进入各线圈段中，从而减少了线圈内部空隙出现，大大降低局部放电量，提高了线圈的质量。

Description

一种高频变压器及其树脂浇注方法
技术领域
本发明涉及一种变压器技术领域，具体为一种高频变压器及其树脂浇注方法。
背景技术
随着我国国民经济的快速发展，环境污染问题也变的日益严重，并已严重影响到了广大人民群众的生活质量以及身体健康。粉尘是造成环境污染的重要原因，电力，造纸，采矿，化工等工业均是粉尘排放的重要源头，目前国家对于烟尘排放标准做出了严格的规定(50mg/m3)，并要求强制执行，因此除尘技术在工业领域中十分重要。静电除尘技术相较于传统的机械式除尘、洗涤式除尘、过滤式除尘以及声波除尘等除尘技术，有处理粉尘的范围大，除尘效率高，压力损失小，可靠性高等优点，因此在工业除尘领域中得到了广泛的应用。与此同时高频静电除尘电源也已经开始在静电除尘技术中得到了应用，相比于工频电源高频电源的除尘效率更高能耗更小，不会产生严重的谐波导致电网用电不平衡以及较强的适应恶劣的工况的能力。
高频变压器是高频静电除尘电源的重要组成部分，其安全稳定运行对于电源的正常工作至关重要。不同于普通的高频变压器，用于静电除尘电源的高频变压器具有频率高、功率大、电压等级高的特点，因此对于高频变压器发热以及绝缘设计方面提出了更高的要求。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高频变压器及其树脂浇注方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种高频变压器，包括磁芯，所述磁芯的外部环绕套设有若干绕组，所述绕组之间设置有绝缘层，相邻的两绕组之间与磁芯的距离不等，且各绕组截面不完全相同，各绕组按照绕组截面从中心向两边逐渐变小的方式排列套设在磁芯上。
优选的，所述绝缘层包括绝缘纸板和油道，所述油道夹设在绝缘纸板之间。
优选的，所述磁芯为EI磁芯结构。
优选的，所述磁芯为经连续的二氧化碳激光处理硅钢片。
优选的，所述硅钢片使用连续激光束，用点状或者线状沿着与轧向垂直的方向每5毫米的间距照射一次，激光变化功率为200W到700W，扫描速度为每分钟10mm到每分钟600mm，激光扫描方向垂直于硅钢片的轧向。
优选的，所述绕组与磁芯之间、绕组四周、绕组内均浇注有树脂。
优选的，所述绕组采用分段绕法绕制，具有若干层，层与层之间采用菱格点胶纸绝缘。
本发明还提供了一种高频变压器树脂浇注方法，绕制完毕的线圈在高真空状态抽出水份，待线圈达到绝缘要求后浇注树脂，树脂从两端截面较小的绕组周围向中间截面较大的绕组周围流动，填充在绕组与磁芯之间、绕组四周、绕组内，在线圈四周形成无空隙物质的绝缘层，经高温固化形成一个玻璃钢体的线圈。
优选的，所述树脂为环氧树脂。
优选的，在两端所述绕组处开设有浇注孔。
本发明的有益效果是：
(1)因为线圈多段设计，降低了层间电压，电气性能良好，且有利于绕组之间的散热，避免了线圈内部有可能出现的局部过热现象，热量除向端部散发外，部分热量还传达给邻近的线段，承担了来自相邻绕组的热量，受热很不均匀，很可能造成局部过热现象，而本申请的绕组结构，绕组之间不是对应叠加的关系，热量有部分不经过相邻的绕组而传至线圈外壁，这样就减轻了绕组的热负担，改善了线圈内部的热量分布，减少了线圈局部过热的现象；
(2)变压器采用树脂绝缘，本申请的结构也有利于树脂的渗透，线圈是圆筒式结构，端部的通道显然比传统线圈的大多了，这样的改进，使树脂更容易进入各线圈段中，从而减少了线圈内部空隙出现，大大降低局部放电量，提高了线圈的质量；
(3)在激光的作用下，硅钢磁畴的细化、亚畴结构的出现、新磁畴和原磁畴的垂直一定会引起精细磁场的变化，研究这种精细磁场的变化，一定程度上降低了变压器的损耗；
(4)采用绝缘层、绝缘纸和树脂对变压器进行绝缘，绝缘效果好，可以大大提高耐压强度，提升变压器的主绝缘水平。
附图说明
图1为本发明的示意图；
图2为本发明的绝缘层示意图。
图中：1、磁芯，2、绕组，3、绝缘纸板，4、油道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图2所示，一种高频变压器，包括磁芯1，磁芯1的外部环绕套设有若干绕组2，绕组2之间设置有绝缘层，相邻的两绕组2之间与磁芯 1的距离不等，且各绕组2截面不完全相同，各绕组2按照绕组截面从中心向两边逐渐变小的方式排列套设在磁芯1上，各绕组2同轴套设在磁性1上，所有绕组2的截面在各处均为中心对称，这样一来，绕组2上的热量的散发不会被相邻的绕组2阻挡，一部分热量可以从两端散发出去，同时错开分布的绕组，形成了具有梯度的通道，方便绝缘树脂的浇注。
绕组2采用分段绕法绕制，分段式绕法是指，采用分段骨架将绕组2分为几段，每一段绕制在一个骨架上，即将原有的线圈分为若干份。线圈层间的最大电压差只有输入电压的几分之一，可以大大降低绕组层间电压差，提高绕组绝缘水平。
磁芯为EI磁芯结构，磁芯使用封闭EI型方型结构，它的漏感小，因为封闭式磁芯1的磁通基本上都集中在磁芯1内，不管外面干扰的磁场从哪个方向侵入产生的干扰都会互相抵消，因为外面的干扰磁场都在磁芯1中分为两个方向通过。
变压器产生损耗的主要原因有硅钢片磁致伸缩引起的铁芯振动、硅钢片接缝处和叠片间的漏磁引起的铁芯的振动等等。本申请的磁芯为经连续的二氧化碳激光处理硅钢片。处理时，硅钢片使用连续激光束，用点状或者线状沿着与轧向垂直的方向每5毫米的间距照射一次，激光变化功率为200W到 700W，扫描速度为每分钟10mm到每分钟600mm，激光扫描方向垂直于硅钢片的轧向。
经过低功率的激光处理后，磁畴明显的细化了，增加激光功率密度时磁畴结构的变化更大，在合适的激光功率密度下，磁畴结构的间距减小，出现了亚磁畴结构，这种改变在一定程度上降低了变压器的损耗。
本申请的变压器具有多种绝缘结构，包括绕组之间的绝缘层，浇注树脂及绕组层与层之间的绝缘胶纸。
提高变压器的频率可以减小变压器的体积从而提高变压器的功率密度，然而对于高频高压变压器而言，如果在变压器绝缘设计中仅仅采用绝缘油来设计变压器主绝缘，由于其电压等级较高因此需要增加绝缘距离来降低电场强度，这就增大了变压器的体积，并且造成了成本的上升，经济性下降。根据小体积效应理论，变压器油的耐压强度随着油体积的增加而减小。为了解决这个问题，变压器的主绝缘采用绝缘纸板-油结构。将变压器油用绝缘纸板 3分为若干份，分割出若干个油道4共同承担绕组之间的电压。相比于单纯的变压器油绝缘，这种结构可以大大提高耐压强度，提升变压器的主绝缘水平。本申请的绝缘层包括绝缘纸板3和油道4，油道4夹设在绝缘纸板3之间。
此外，绕组2与磁芯1之间、绕组2四周、绕组2内均浇注有树脂。绕组采用分段绕法绕制，具有若干层，层与层之间采用菱格点胶纸绝缘。多种绝缘结构互相配合，基本解决了变压器的漏液问题。
高频变压器的树脂浇注时，待绕制完毕的线圈在高真空状态抽出水份，待线圈达到绝缘要求后浇注树脂，树脂从两端截面较小的绕组周围向中间截面较大的绕组周围流动，填充在绕组2与磁芯1之间、绕组2四周、绕组2 内，在绕组2四周形成无空隙物质的绝缘层，经高温固化形成一个玻璃钢体的绕组。所采用的树脂为环氧树脂。在两端所述绕组处开设有浇注孔，方便树脂从两端浇注。
浇注变压器对湿度的反应很小，全部材料均不吸潮，因此变压器在长期搁置不用后可直接通电而不必进行干燥处理，运行维护简单。环氧树脂抵抗化学腐蚀和工业污染的能力也很强，环氧树脂本身难燃，自熄，因此可应用于恶劣的环境。浇注环氧树脂的绕组，没有空隙和气泡，因此局部放电量大大降低，一般均低于10pc，消除了电晕放电，可以使绕组始终保持较高的绝缘性能，浇注绕组的耐受短路的稳定性能远远超出传统的干式变压器和油浸式变压器。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种高频变压器，其特征在于：包括磁芯，所述磁芯的外部环绕套设有若干绕组，所述绕组之间设置有绝缘层，相邻的两绕组之间与磁芯的距离不等，且各绕组截面不完全相同，各绕组按照绕组截面从中心向两边逐渐变小的方式排列套设在磁芯上。
2.根据权利要求1所述的一种高频变压器，其特征在于：所述绝缘层包括绝缘纸板和油道，所述油道夹设在绝缘纸板之间。
3.根据权利要求1所述的一种高频变压器，其特征在于：所述磁芯为EI磁芯结构。
4.根据权利要求1所述的一种高频变压器，其特征在于：所述磁芯为经连续的二氧化碳激光处理硅钢片。
5.根据权利要求4所述的一种高频变压器，其特征在于：所述硅钢片使用连续激光束，用点状或者线状沿着与轧向垂直的方向每5毫米的间距照射一次，激光变化功率为200W到700W，扫描速度为每分钟10mm到每分钟600mm，激光扫描方向垂直于硅钢片的轧向。
6.根据权利要求1所述的一种高频变压器，其特征在于：所述绕组与磁芯之间、绕组四周、绕组内均浇注有树脂。
7.根据权利要求1所述的一种高频变压器，其特征在于：所述绕组采用分段绕法绕制，具有若干层，层与层之间采用菱格点胶纸绝缘。
8.一种权利要求1-7任一项所述的高频变压器的树脂浇注方法，其特征在于：绕制完毕的线圈在高真空状态抽出水份，待线圈达到绝缘要求后浇注树脂，树脂从两端截面较小的绕组周围向中间截面较大的绕组周围流动，填充在绕组与磁芯之间、绕组四周、绕组内，在线圈四周形成无空隙物质的绝缘层，经高温固化形成一个玻璃钢体的线圈。
9.根据权利要求8所述的树脂浇注方法，其特征在于：所述树脂为环氧树脂。
10.根据权利要求8所述的树脂浇注方法，其特征在于：在两端所述绕组处开设有浇注孔。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180907

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