高频单相水冷变压器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及电力电子【技术领域】。高频单相水冷变压器，包括外壳，外壳内设有铁芯，铁芯上绕制有初级线圈和次级线圈，初级线圈和次级线圈均由无氧铜管绕制而成，初级线圈与次级线圈交错排布，初级线圈与次级线圈的匝间包扎有绝缘带；外壳上开有第一进水口、第一出水口、第二进水口、第二出水口、第三进水口、第三出水口；构成初级线圈的无氧铜管的一端与第一进水口相连，另一端与第一出水口相连；构成次级线圈的无氧铜管设有至少两条独立的冷却水的水流通道，一条水流通道的一端与第二进水口相连，另一端与第二出水口相连；另一条水流通道一端与第三进水口相连，另一端与第三出水口相连。设了独立循环水路保证变压器的高频工作电气性能不变。
【专利说明】
高频单相水冷变压器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力电子【技术领域】，具体涉及变压器。
【背景技术】
[0002]随着现代工业的发展，如汽车、造船、发电机制造等都离不开热处理设备。汽车、船舶及发电机或电机的轴、齿轮等表面均须进行淬火等热处理以提高其使用的安全性和寿命。传统热处理设备采用I?8kHz的中频电源变压器，变压器容量范围为160?5000kVA，随着现代半导体工业的发展，热处理设备朝着超音频40?80kHz和高频50?400kHz的方向发展。
[0003]变压器运行过程中要产生电磁损耗并转变为热量，使变压器温度升高，为了使变压器的温升不超过绝缘材料所允许的温度限值，必须将温度降低到所允许的限度，特别是高频变压器。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种高频单相水冷变压器，以解决上述问题。
[0005]本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
[0006]高频单相水冷变压器，包括外壳，所述外壳内设有铁芯，所述铁芯上绕制有初级线圈和次级线圈，其特征在于，所述初级线圈和所述次级线圈均由无氧铜管绕制而成，所述初级线圈与所述次级线圈交错排布，所述初级线圈与所述次级线圈的匝间包扎有绝缘带；
[0007]所述外壳上开有第一进水口、第一出水口、第二进水口、第二出水口、第三进水口、第三出水口；
[0008]构成所述初级线圈的无氧铜管的一端与所述第一进水口相连，另一端与所述第一出水口相连；
[0009]构成所述次级线圈的无氧铜管设有至少两条独立的冷却水的水流通道，一条水流通道的一端与所述第二进水口相连，另一端与所述第二出水口相连；另一条水流通道一端与所述第三进水口相连，另一端与所述第三出水口相连。
[0010]本实用新型在变压器中设了独立的循环水路，分别为初级线圈、次级线圈降温，可有效的将变压器的温升控制在不超过绝缘材料所允许的温度限值内，保证变压器的高频工作时，电气性能不变。
[0011]高频单相水冷变压器还包括一集水器，所述集水器位于所述外壳内，所述第一进水口、所述第二进水口、所述第三进水口与所述集水器的出水口连接；所述第一出水口、所述第二出水口、所述第三出水口与所述集水器的进水口连接。以完成冷却水的循环，降低水污染。
[0012]所述外壳为电木板构成的外壳。所述外壳内可以浇注有环氧树脂。所述外壳可通过环氧树脂密封。
[0013]所述铁芯设有两个高导磁“E”形铁氧体，两个所述“E”形铁氧体通过非导磁材质夹紧并粘结成一“日”形铁芯。
[0014]所述铁氧体可以选用工作频率为5MHz-7MHz的铁氧体，优选工作频率为6MHz铁氧体。以适应高频工作的需要。
[0015]作为一种优选方案，高频单相水冷变压器的额定电压为750V/250V，额定频率为50kHz ?400kHz，额定容量为 600kVA。
[0016]所述外壳上设有导电母排，所述导电母排为长方形接线铜排，所述长方形接线铜排上均匀设有8个孔。
[0017]所述导电母排与所述次级线圈焊接成一整体。
[0018]所述初级线圈上焊接有分接抽头。以满足不同用途对不同电压的要求。
[0019]还包括一分流装置，所述集水器通过所述分流装置连接所述第一进水口、所述第二进水口、所述第三进水口，所述分流装置设有与所述集水器联通的冷却水进水口，和三个冷却水出水口；
[0020]三个所述冷却水出水口分别连接第一进水口、第二进水口、第三进水口。
[0021]通过分流装置给初级线圈、次级线圈构成的各个水流通道供水，从而给各个水流通道持续提供冷却水。
[0022]所述第一进水口、第二进水口、第三进水口处均设有电磁阀。以控制初级线圈、次级线圈构成的各个水流通道供水通断性。
[0023]所述集水器内设有冷却系统。所述冷却系统可以采用气源热泵结构的冷却系统。
[0024]所述集水器包括一用于存储工作后的冷却水的温水箱、一用于存储待工作的冷却水的冷水箱，所述温水箱内设有用于将温水箱中的水进行降温处理的冷却装置，所述温水箱内设有一水位传感器、一温度传感器，所述水位传感器、所述温度传感器均连接一信号处理器系统，所述信号处理器系统连接一电磁阀，所述电磁阀位于温水箱的出水口，所述温水箱的出水口连接冷水箱。当温水箱内的水位与温度达到设定值后，电磁阀开启，向冷水箱进行供水。
[0025]作为一种优选方案，构成初级线圈的无氧铜管、构成次级线圈的无氧铜管内均充满冷却水，构成初级线圈的无氧铜管内的冷却水的流向与构成次级线圈的无氧铜管的流向相反。以改善降温效果，使变压器两端温度相近。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型的部分结构的一种示意图。
【具体实施方式】
[0027]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。
[0028]参照图1，高频单相水冷变压器，包括外壳8，外壳8内设有铁芯7，铁芯7上绕制有初级线圈和次级线圈，初级线圈和次级线圈均由无氧铜管绕制而成，初级线圈与次级线圈交错排布，初级线圈与次级线圈的匝间包扎有绝缘带；外壳8上开有第一进水口 1、第一出水口 2、第二进水口 3、第二出水口 4、第三进水口 5、第三出水口 6 ;构成初级线圈的无氧铜管的一端与第一进水口 I相连，另一端与第一出水口 2相连；构成次级线圈的无氧铜管设有至少两条独立的冷却水的水流通道，一条水流通道的一端与第二进水口 3相连，另一端与第二出水口 4相连；另一条水流通道一端与第三进水口 5相连，另一端与第三出水口 6相连。本实用新型在变压器中设了三条独立的循环水路，分别为初级线圈、次级线圈降温，可有效的将变压器的温升控制在不超过绝缘材料所允许的温度限值内，保证变压器的高频工作时，电气性能不变。
[0029]构成初级线圈的无氧铜管设有一根，构成次级线圈的无氧铜管设有至少两根，一根构成次级线圈的无氧铜管的一端与第二进水口 3相连，另一端与第二出水口 4相连，以形成第一水流通道；另一根构成次级线圈的无氧铜管的一端与第三进水口 5相连，另一端与第三出水口 6相连，以形成第二水流通道。
[0030]铁芯上绕制有4?8匝的初级线圈，次级线圈至少绕制有4匝。
[0031]铁芯7设有两个高导磁“E”形铁氧体，两个“E”形铁氧体通过非导磁材质夹紧并粘结成一“日”形铁芯。铁氧体可以选用工作频率为5MHz-7MHz的铁氧体，优选工作频率为6MHz铁氧体。以适应高频工作的需要。外壳8上设有导电母排，导电母排优选长方形接线铜排，方形接线铜排的长优选为120mm，宽优选为80mm?100mm，长方形接线铜排上均匀设有至少8个孔。导电母排与次级线圈焊接成一整体。初级线圈上焊接有分接抽头9。以满足不同用途对不同电压的要求。
[0032]作为一种优选方案，高频单相水冷变压器的额定电压为750V/250V，额定频率为50kHz ?400kHz，额定容量为 500kVA。
[0033]高频单相水冷变压器还包括一集水器，集水器位于外壳8内，第一进水口 1、第二进水口 3、第三进水口 5与集水器的出水口连接；第一出水口 2、第二出水口 4、第三出水口 6与集水器的进水口连接。以完成冷却水的循环，降低水污染。集水器也可以位于外壳8外。
[0034]还包括一分流装置，集水器通过分流装置连接第一进水口 1、第二进水口 3、第三进水口 5，分流装置设有与集水器联通的冷却水进水口，和三个冷却水出水口 ；三个冷却水出水口分别连接第一进水口 1、第二进水口 3、第三进水口 5。通过分流装置给初级线圈、次级线圈构成的各个水流通道供水，从而给各个水流通道持续提供冷却水。第一进水口 1、第二进水口 3、第三进水口 5处均设有电磁阀。以控制初级线圈、次级线圈构成的各个水流通道供水通断性。
[0035]集水器内设有冷却系统。冷却系统可以采用气源热泵结构的冷却系统。也可以是，集水器包括一用于存储工作后的冷却水的温水箱、一用于存储待工作的冷却水的冷水箱，温水箱内设有用于将温水箱中的水进行降温处理的冷却装置，温水箱内设有一水位传感器、一温度传感器，水位传感器、温度传感器均连接一信号处理器系统，信号处理器系统连接一电磁阀，电磁阀位于温水箱的出水口，温水箱的出水口连接冷水箱。当温水箱内的水位与温度达到设定值后，电磁阀开启，向冷水箱进行供水。
[0036]作为一种优选方案，构成初级线圈的无氧铜管、构成次级线圈的无氧铜管内均充满冷却水，构成初级线圈的无氧铜管内的冷却水的流向与构成次级线圈的无氧铜管的流向相反。以改善降温效果，使变压器两端温度相近。
[0037]外壳8为电木板构成的外壳。外壳内可以浇注有环氧树脂。外壳8可通过环氧树脂密封。外壳内侧壁或外侧壁上还设有一射频标签，射频标签内设有存储有高频单相水冷变压器参数信息的存储模块。传统的高频单相水冷变压器，往往会使用铭牌罗列出参数信息，往往由于铭牌的大小限制，铭牌显示的参数信息往往是有限的，通过射频标签存储本实用新型参数的相关信息，可以扩大参数信息量。
[0038]外壳也可以是电磁屏蔽材质制成的外壳，外壳内埋设有导电纤维层，导电纤维层是由导电纤维制成的纤维层。本实用新型的外壳既具有塑料产品易于成形的特点，也具有导电材料才具备的电磁屏蔽防辐射的特点。
[0039]为了提交本实用新型的冷却效果，线圈内侧或者相邻的两个线圈之间还设有一水冷模块，水冷模块内设有两条相对独立的冷却水流通用水管，分别为第一水管、第二水管，第一水管的进水口位于右侧，第二水管的进水口位于左侧。本实用新型通过优化水管的个数和进水口的位置，可以调整水流方向，实现变压器的双向水冷降温，整体降温较为均匀，从而可以使得各处均能获得较好的散热效果。
[0040]作为一种优选方案，水冷模块还包括一水冷板组，水冷板组由两块水冷板组成，分别是第一水冷板、第二水冷板，第一水冷板的一侧设有第一沟槽、第二沟槽，第一沟槽与第二沟槽并排排布，第二水冷板呈板状，第二水冷板抵住第一水冷板，第一水管位于第一沟槽与第二水冷板所形成的中空腔中，第二水管位于第二沟槽与第二水冷板所形成的中空腔中。本实用新型单面设有沟槽，可降低水冷模块的制作难度。当然，第二水冷板的一侧可以设有与第一沟槽相配套的第三沟槽、与第二沟槽相配套的第四沟槽；第一水冷板设有沟槽的一侧与第二水冷板设有沟槽的一侧相对，第一水管位于第一沟槽、第三沟槽内，第二水管位于第二沟槽、第四沟槽内。
[0041]作为另一种优选方案，水冷模块还包括一水冷板组，水冷板组由三块水冷板组成，分别是第三水冷板、第四水冷板、第五水冷板，第三水冷板、第四水冷板、第五水冷板依次并排排布；第四水冷板靠近第三水冷板的一侧设有第一沟槽，靠近第五水冷板的一侧设有第二沟槽；第三水冷板、第五水冷板均呈板状，第三水冷板、第五水冷板夹紧第四水冷板，第一水管位于第一沟槽与第三水冷板所形成的中空腔中，第二水管位于第二沟槽与第五水冷板所形成的中空腔中。本实用新型单面设有沟槽，可降低水冷模块的制作难度。
[0042]当然，第三水冷板靠近第四水冷板的一侧可以设有与第一沟槽相配套的第三沟槽；第五水冷板靠近第四水冷板的一侧可以设有与第二沟槽相配套的第四沟槽；第一水管位于第一沟槽、第三沟槽内，第二水管位于第二沟槽、第四沟槽内。各水冷板优选采用不锈钢或铝制成的水冷板。
[0043]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.高频单相水冷变压器，包括外壳，所述外壳内设有铁芯，所述铁芯上绕制有初级线圈和次级线圈，其特征在于，所述初级线圈和所述次级线圈均由无氧铜管绕制而成，所述初级线圈与所述次级线圈交错排布，所述初级线圈与所述次级线圈的匝间包扎有绝缘带； 所述外壳上开有第一进水口、第一出水口、第二进水口、第二出水口、第三进水口、第三出水口 ； 构成所述初级线圈的无氧铜管的一端与所述第一进水口相连，另一端与所述第一出水口相连； 构成所述次级线圈的无氧铜管设有至少两条独立的冷却水的水流通道，一条水流通道的一端与所述第二进水口相连，另一端与所述第二出水口相连；另一条水流通道一端与所述第三进水口相连，另一端与所述第三出水口相连。
2.根据权利要求1所述的高频单相水冷变压器，其特征在于，高频单相水冷变压器还包括一集水器，所述集水器位于所述外壳内，所述第一进水口、所述第二进水口、所述第三进水口与所述集水器的出水口连接；所述第一出水口、所述第二出水口、所述第三出水口与所述集水器的进水口连接。
3.根据权利要求1所述的高频单相水冷变压器，其特征在于，所述外壳为电木板构成的外壳。
4.根据权利要求3所述的高频单相水冷变压器，其特征在于，所述外壳内浇注有环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的高频单相水冷变压器，其特征在于，所述铁芯设有两个高导磁“E”形铁氧体，两个所述“E”形铁氧体通过非导磁材质夹紧并粘结成一 “日”形铁芯。
6.根据权利要求1所述的高频单相水冷变压器，其特征在于，高频单相水冷变压器的额定电压为750V/250V，额定频率为50kHz?400kHz，额定容量为500kVA。
7.根据权利要求2所述的高频单相水冷变压器，其特征在于，还包括一分流装置，所述集水器通过所述分流装置连接所述第一进水口、所述第二进水口、所述第三进水口，所述分流装置设有与所述集水器联通的冷却水进水口，和三个冷却水出水口 ； 三个所述冷却水出水口分别连接第一进水口、第二进水口、第三进水口。
8.根据权利要求7所述的高频单相水冷变压器，其特征在于，所述集水器包括一用于存储工作后的冷却水的温水箱、一用于存储待工作的冷却水的冷水箱，所述温水箱内设有用于将温水箱中的水进行降温处理的冷却装置，所述温水箱内设有一水位传感器、一温度传感器，所述水位传感器、所述温度传感器均连接一信号处理器系统，所述信号处理器系统连接一电磁阀，所述电磁阀位于温水箱的出水口，所述温水箱的出水口连接冷水箱。
9.根据权利要求1所述的高频单相水冷变压器，其特征在于，所述外壳上设有导电母排，所述导电母排为长方形接线铜排，所述长方形接线铜排上均匀设有8个孔。
10.根据权利要求1-7中任意一项所述的高频单相水冷变压器，其特征在于，构成初级线圈的无氧铜管、构成次级线圈的无氧铜管内均充满冷却水，构成初级线圈的无氧铜管内的冷却水的流向与构成次级线圈的无氧铜管的流向相反。
【文档编号】H01F27/30GK203931757SQ201420156541
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】胡飞步 申请人:上海东普电器制造有限公司