水冷高頻變壓器的製作方法

2023-10-18 13:50:24 3

本實用新型涉及電力電子技術領域，特別是指一種水冷高頻變壓器。

背景技術：

高頻變壓器是高頻開關電源等高頻設備的關鍵器件，目前主要採用風冷或水冷兩種方式。高頻變壓器由於體積小，散熱面小，變壓器的散熱問題嚴重限制了變壓器的輸出功率，特別是對於副邊電壓低、電流大的高頻變壓器，副邊發熱量大，散熱問題更是高頻變壓器設計的難點。

風冷方式散熱效果差，在有腐蝕性氣體的環境中使用時還會對變壓器及其它器件造成腐蝕，對變壓器採用整體水冷無疑是一種比較好的解決方案，而高頻水冷變壓器外殼設計的難點在於水路的設計不但要考慮冷卻效果，還要兼顧加工成本，安裝方便，以及防止漏水引發變壓器及周邊的電氣元件發生短路等。

因此，有必要設計一種新的水冷高頻變壓器，以解決上述技術問題。

技術實現要素：

針對背景技術中存在的問題，本實用新型的目的在於克服當前水冷高頻變壓器工藝技術上的不足，提供了一種全封閉的鋁合金外殼設計，具有冷卻效果好、變壓器無外接水管、結構簡潔、維護方便的特點。

本實用新型的技術方案是這樣實現的：一種水冷高頻變壓器，包括變壓器鐵芯、繞制在變壓器鐵芯上的變壓器原邊繞組、上鋁合金外殼、下鋁合金外殼、所述上、下鋁合金外殼分別設有方形底座，方形底座上設有用於放置變壓器鐵芯的圓形凹槽和用作變壓器副邊的半圓柱，半圓柱上設有絕緣材料，半圓柱旁設有截面比半圓柱大的半圓孔，半圓孔用於半圓柱的對穿，上或下鋁合金外殼設有放置密封條的凹槽，半圓柱與變壓器鐵芯和變壓器原邊繞組之間的空隙設有分隔絕緣材料和灌封絕緣材料，上、下鋁合金外殼和半圓柱內分別設有冷卻水通道，且上、下鋁合金外殼上設有兩個水孔，其中一個水孔設有放置密封圈的凹槽，在上、下鋁合金外殼對穿安裝時，水孔通過密封圈密封對接，與冷卻水通道形成水的內部迴路，另一個水孔與外部進、出水路連接。

在上述技術方案中，所述上、下鋁合金外殼通過螺釘連接，並通過密封條密封。

在上述技術方案中，所述半圓柱上的絕緣材料為絕緣熱縮管，以包裹半圓柱絕緣。

在上述技術方案中，所述變壓器鐵芯與上、下鋁合金外殼之間採用網格布分隔。

在上述技術方案中，所述分隔絕緣材料和灌封絕緣材料分別採用環氧樹脂或有機矽灌封膠絕緣材料灌封以增加絕緣和傳熱。

在上述技術方案中，所述變壓器鐵芯繞制變壓器原邊繞組後，採用玻璃纖維帶對變壓器原邊繞組和變壓器鐵芯整體包紮。

在上述技術方案中，所述密封圈為O型矽橡膠密封圈。

在上述技術方案中，所述半圓孔為通孔。

本實用新型水冷高頻變壓器，高頻變壓器由鋁合金變壓器外殼,兼作變壓器副邊、變壓器鐵芯和變壓器原邊繞組組成。鋁合金變壓器外殼由上、下兩部分鋁合金外殼組成，上、下鋁合金外殼均設有放置變壓器鐵芯的圓形凹槽和用作變壓器副邊的半圓柱，上、下鋁合金外殼和半圓柱內設置有冷卻水道，上、下殼體的冷卻水道之間的對接以及變壓器殼體水道與外接導電鋁排水道的對接均採用中間放置密封圈後用螺釘連接壓緊的方法，去除了變壓器的外接進出水管，外觀上沒有外接水管，不但防止了水道接口漏水，而且工藝美觀，安裝簡單，維護方便，提高了冷卻水道的可靠性。

附圖說明

圖1為上鋁合金外殼和下鋁合金外殼立體示意圖；

圖2為變壓器側視剖視圖；

圖3為變壓器俯視剖視圖；

圖4為水道內部回水及密封示意圖；

圖5為變壓器電氣原理圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

如圖1至圖5所示，本實用新型所述的一種水冷高頻變壓器，包括變壓器鐵芯1、變壓器原邊繞組2、上鋁合金外殼3和下鋁合金外殼4。

變壓器原邊繞組2繞制在變壓器鐵芯1上,為保證變壓器原邊繞組2與變壓器鐵芯1間的絕緣，先用聚醯亞胺薄膜帶包紮變壓器鐵芯1後再繞制變壓器原邊繞組2；為保證變壓器原邊繞組2與上鋁合金外殼3和下鋁合金外殼4間的絕緣，變壓器鐵芯1上繞制變壓器原邊繞組2後，要用玻璃纖維帶對變壓器原邊繞組2和變壓器鐵芯1進行整體包紮。

上鋁合金外殼3和下鋁合金外殼4加工有用於上、下鋁合金外殼3、4連接的螺釘孔，上、下鋁合金外殼3、4通過螺釘連接，上或下鋁合金外殼3、4設有放置密封條10的凹槽，密封條100用於上、下鋁合金外殼3、4對扣安裝時的密封。

同時，上、下鋁合金外殼3、4分別設有方形底座301、401，由整體鋁合金加工而成，方形底座301、401上設有用於放置變壓器鐵芯2的圓形凹槽303、403和用作變壓器副邊的半圓柱302、402，半圓柱302、402位於方形底座301、401的中心部位，且半圓柱302、402上設有絕緣材料5，在本實施例中，半圓柱302、402上的絕緣材料5為絕緣熱縮管，以包裹半圓柱302、402絕緣。

變壓器鐵芯1與上、下鋁合金外殼3、4之間採用網格布分隔，即在把繞制了變壓器原邊繞組2的變壓器鐵芯1放入上鋁合金外殼3和下鋁合金外殼4的圓形凹槽303、403中前，圓形凹槽303、403的周圍先放置網格布。

半圓柱302、402旁設有截面比半圓柱302、402大的半圓孔304、404，半圓孔304、404為通孔，用於變壓器安裝時半圓柱302、402的對穿。且在半圓柱302、402穿過對穿後的間隙用玻璃膠進行密封。

變壓器安裝時，方形底座301、401相連用作變壓器副邊中心抽頭，半圓柱302、402與變壓器鐵芯1和變壓器原邊繞組2之間的空隙設有分隔絕緣材料6和灌封絕緣材料7，其中，分隔絕緣材料6和灌封絕緣材料7分別採用環氧樹脂或有機矽灌封膠絕緣材料灌封以增加絕緣和傳熱。

在本實施例中，考慮到變壓器的高頻特性，變壓器鐵芯1優選納米晶鐵芯，為把集膚效應的影響降至最低，變壓器原邊繞組2導線應採用絲包多股漆包線。根據高頻變壓器的電氣參數要求綜合計算出變壓器鐵芯1的尺寸、原邊繞組2導線的規格和匝數、副邊(上、下鋁合金外殼半圓柱302、402)尺寸等參數。

上、下鋁合金外殼3、4和半圓柱302、402內分別設有冷卻水通道305、405，且上、下鋁合金外殼3、4上分別設有兩個水孔306、307、406、407，其中一個水孔307或407設有放置O型矽橡膠密封圈100的凹槽，在上、下鋁合金外殼對穿安裝時，水孔307、407通過O型矽橡膠密封圈100密封對接，與冷卻水通道305、405形成水的內部迴路，而另一水孔306、406用於與外部進、出水路連接。

本實用新型水冷高頻變壓器，通過將鋁合金變壓器外殼由上、下兩部分鋁合金外殼組成，上、下鋁合金外殼3、4均設有放置變壓器鐵芯1的圓形凹槽303、403和用作變壓器副邊的半圓柱302、402，上、下鋁合金外殼3、4和半圓柱302、402內分別設置有冷卻水道305、405，水道接口也密封在上、下鋁合金外殼內部，去除了變壓器的外接進出水管，外觀上沒有外接水管，不但防止了水道接口漏水，而且工藝美觀，安裝簡單，維護方便，提高了冷卻水道的可靠性。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。