一种绕组结构及变压器的制作方法

本发明涉及变压器技术领域，具体涉及一种绕组结构及变压器。

背景技术：

绕组，俗称线圈，它是构成变压器标注的某一电压值相对应的电气线路的一组线匝。所以，绕组是变压器重要的组成部分，而变压器，是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是高压绕组、低压绕组和铁芯(磁芯)。绕组的结构设置不同，其所产生的电气性能也会不同，因此，合理设置绕组的结构对变压器以及其它具有该绕组结构的电力电子器件在电力系统安全可靠运行具有重要作用。

目前现有技术中传统的绕组结构一般会将每一匝线圈高度都设置成相同的高度，从而使得该绕组的所有线圈排布成矩形区域，由于该矩形区域的顶角为90度的直角，使得绕组结构的端部并非平滑过渡，所以90度的直角两边的周围都会分布较大的场强，即导致该绕组结构端部的场强增加，如果绕组的内部设置有绝缘物体，显然，较大的场强很容易击穿绝缘物体。

技术实现要素：

因此，本发明实施例要解决的技术问题在于现有技术中的绕组结构，将绕组结构中所缠绕的线圈均设置相同的高度形成矩形区域，导致绕组结构端部的场强增大，容易造成绕组结构中的绝缘物体发生击穿现象。

为此，本发明实施例提供了如下技术方案：

本发明实施例提供一种绕组结构，包括第一线圈、第二线圈和第三线圈，所述第二线圈位于所述第一线圈和所述第三线圈之间，且分别与所述第一线圈和所述第三线圈连接，所述第一线圈和所述第三线圈分别与所述第二线圈之间的距离相等，所述第一线圈和所述第三线圈分别依次按照预设间隔向所述第二线圈排布，且相邻的所述第一线圈和相邻的所述第三线圈的高度差值为第一预设阈值。

可选地，所述第二线圈的数量至少为1匝。

可选地，所述按照预设间隔依次向所述第二线圈排布的所述第一线圈和所述第三线圈的数量相等。

可选地，所述按照预设间隔依次向所述第二线圈排布的所述第一线圈和第三线圈的首个线圈分别与所述第二线圈之间的距离为第二预设阈值。

可选地，所述按照预设间隔依次向所述第二线圈排布的所述第一线圈和所述第三线圈的首个线圈分别与所述第二线圈的高度差值为第三预设阈值。

可选地，所述第二预设阈值与所述第三预设阈值的比值为2-2.5。

可选地，所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈组成的排布区域为等腰梯形或等腰三角形。

本发明实施例提供一种变压器，包括：所述绕组结构，将所述绕组结构作为所述变压器的高压绕组，所述高压绕组用于输出第一电压；

低压绕组，用于输出第二电压；

绝缘物体，其位于所述高压绕组和所述低压绕组之间，用于产生绝缘电阻。

可选地，所述高压绕组与所述低压绕组之间的距离为9mm-15mm.

可选地，所述高压绕组与所述低压绕组之间的高度比值为0.8-1.3。

本发明实施例技术方案，具有如下优点：

本发明提供一种绕组结构及变压器，其中绕组结构包括第一线圈、第二线圈和第三线圈，第二线圈位于第一线圈和第三线圈之间，且分别与第一线圈和第三线圈连接，第一线圈和第三线圈分别与第二线圈之间的距离相等，第一线圈和第三线圈分别依次按照预设间隔向第二线圈排布，且相邻的第一线圈和相邻的第三线圈的高度差值为第一预设阈值。本发明中的绕组结构，通过将第一线圈、第二线圈以及第三线圈的排布区域组成等腰三角形或等腰梯形，使第一线圈和第三线圈的高度具有一定的梯度，可以在很大程度上，使得绕组结构的端部的场强降低，可以避免绕组结构中的绝缘物体发生击穿现象，进而增强绕组结构的电气性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中绕组结构的第一示意图；

图2为本发明实施例中绕组结构的第二示意图；

图3为本发明实施例中变压器的结构示意图。

附图标记：

1-绕组结构；11-第一线圈；12-第二线圈；13-第三线圈；

2-变压器；21-高压绕组；22-低压绕组；23-绝缘物体。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明实施例提供一种绕组结构1，如图1所示，该绕组结构1分别包括第一线圈11、第二线圈12和第三线圈13。

其中，第二线圈12位于第一线圈11和第三线圈13之间，且分别与第一线圈11和第三线圈13连接。在图1中，看出第一线圈11位于第二线圈12的左侧，第三线圈13位于第二线圈12的右侧，第二线圈12的高度比第一线圈11和第三线圈13的高度高，第一线圈11和第三线圈13分别与第二线圈12之间的距离相等。第一线圈11、第二线圈12和第三线圈13可分别代表多匝线圈。例如：在图1中，第一线圈11可代表11号线圈，也可以代表12号线圈，第三线圈13可代表21号线圈，也可以代表22号线圈。

在图1中，第一线圈11和第三线圈13分别依次按照预设间隔向第二线圈12排布，且相邻的第一线圈11和相邻的第三线圈13的高度差值为第一预设阈值。即在图1中，11号线圈、12号线圈、13号线圈、14号线圈、15号线圈以及21号线圈、22号线圈、23号线圈、24号线圈和25号线圈按照相同的预设间隔依次向第二线圈12排布，即相邻的第一线圈11和相邻第三线圈13之间的间隔是相同的。在图1中，看出相邻的第一线圈11和相邻的第三线圈13的高度差值为第一预设阈值，即相邻的第一线圈11和相邻的第三线圈13的高度差值相等。在图1中，第一预设阈值为△x。

本发明实施例中的绕组结构1，第二线圈12的数量可以为1匝，也可以为2匝，也可以为3匝等多匝。图1为第二线圈12的数量为1匝，在图2中，第二线圈12的数量为多匝。当第二线圈12的数量为多匝时，每匝的第二线圈12的高度相等，且相邻的第二线圈12之间的间隔也相等。

本发明实施例中的绕组结构1，按照预设间隔依次向第二线圈12排布的第一线圈11和第三线圈13的数量相等。在图1中或图2中，按照预设间隔依次向第二线圈12排布的第一线圈11和第三线圈13的数量相等，即按照预设间隔依次向第二线圈12排布的第一线圈11构成的边长与按照预设间隔依次向第二线圈12排布的第三线圈13构成的边长相等，由此看出，在图1中，数量相等的第一线圈11和第三线圈13与第二线圈12的排布区域组成等腰三角形，在图2中，数量相等的第一线圈11和第三线圈13与多个第二线圈12的排布区域组成等腰梯形。可见，组成等腰三角形或等腰梯形排布区域的绕组结构1相比矩形局域，由于绕组结构1的端部呈等差分布，很大程度上，可以减少一定的场强分布，进而可以避免较大的场强击穿绕组结构1中设置的绝缘物体，即提高了绕组结构1的电气性能。

本发明实施例中的绕组结构1，按照预设间隔依次向第二线圈12排布的第一线圈11和第三线圈13的首个线圈与第二线圈12之间的距离为第二预设阈值。在图1中或图2中，第一线圈11的首个线圈为11号线圈，第三线圈13的首个线圈为21号线圈。在图1中11号线圈或21号线圈与第二线圈12的31号线圈之间的第二预设阈值为a，a可认为是绕组结构1的11号线圈或21号线圈与第二线圈12的31号线圈之间的水平距离。

本发明实施例中的绕组结构1，按照预设间隔依次向第二线圈12排布的第一线圈11和第三线圈13的首个线圈分别与第二线圈12的高度差值为第三预设阈值。在图1中或图2中，第一线圈11的首个线圈为11号线圈，第三线圈13的首个线圈为21号线圈。在图1中11号线圈或21号线圈的高度与第二线圈12的31号线圈的高度差值为b，在图1中或图2中，b为第三预设阈值，b可认为是绕组结构1的11号线圈或21号线圈的顶端与第二线圈12的31号线圈的顶端之间的垂直距离。

本发明实施例中的绕组结构1，第二预设阈值与第三预设阈值的比值为2-2.5，可以使得电场强度分布最优，实现较好的电气性能。

本发明实施例中的绕组结构1，通过将第一线圈11、第二线圈12以及第三线圈13的排布区域组成等腰三角形或等腰梯形，将第一线圈11和第三线圈13按照预设间隔向第二线圈12依次排布，使第一线圈11和第三线圈13的高度具有一定的梯度，可以在很大程度上，使得绕组结构1的端部的场强降低，可以避免绕组结构1中的绝缘物体发生击穿现象，进而增强绕组结构1的电气性能。

实施例2

本发明实施例提供一种变压器2，变压器2是应用较为广泛的电力电子器件，主要起变压或电气隔离的作用，例如：高频变压器，在柔性变电站中主要起电气隔离、变压和传输功率的作用。如图3所示，本实施例中的变压器2包括：

包括实施例1中绕组结构1，将绕组结构1作为变压器2的高压绕组21，高压绕组21用于输出第一电压，此处的高压绕组21通常为变压器2的高压侧，故高压绕组21输出的第一电压为高压。

低压绕组22，用于输出第二电压；此处的低压绕组22相当于变压器2的低压侧，故低压绕组22输出的第二点电压为低压，低压绕组22通常位于高压绕组21的内侧。

绝缘物体23，其位于高压绕组21和低压绕组22之间，用于产生绝缘电阻。绝缘物体23产生绝缘电阻的目的为了隔离高压绕组21与低压绕组22之间的电压。现有技术通常为了分担高压绕组21与低压绕组22之间产生的较大场强，通常会选择尺寸较大的绝缘物体23，显然，较大尺寸的绝缘物体23会导致变压器2的结构较大,体积较高,成本较大,所以,如果将本实施例中的变压器2的高压绕组21设置成实施例1中的绕组结构1,在很大程度上，可降低高压绕组21与低压绕组22之间的场强,进一步缩短绝缘物体23的距离,减小变压器外形尺寸,降低变压器制造成本。

本发明实施例中的变压器2，高压绕组21与低压绕组22之间的距离为9mm-15mm。将高压绕组21与低压绕组22之间的距离设置为9mm-15mm时，可以使得变压器2的高压绕组21和低压绕组22更加紧凑，进一步使得变压器2的整体体积降低，也降低了变压器2的制造成本。

本发明实施例中的变压器2，高压绕组21与低压绕组22之间的高度比值为0.8-1.3。在图3中，高压绕组21的高度为f，低压绕组22的高度为e，高压绕组21与低压绕组22的高度比值为f/e，低压绕组22与高压绕组21的高度比值为e/f。f/e或e/f可以使得变压器2的高压绕组21与低压绕组22的高度较为接近，作为较佳的实施方式，当高压绕组21与低压绕组22之间的高度比值为0.95时，可以使得变压器2的局部场强最小，使得变压器2的漏感和损耗最小。

本发明实施例中的变压器2，还包括，还包括位于第一铁芯、第二铁芯、第一绝缘层和第二绝缘层，其中，第一绝缘层位于高压绕组21与第一铁芯之间，第二绝缘层位于低压绕组22与第二铁芯之间。

本发明实施例中的变压器2，高压绕组21和低压绕组22的材料为铜箔材料，高压绕组21与低压绕组22的数量可以根据用户需要进行设置。

综上，本发明实施例中的变压器2，通过将高压绕组21设置成具有一定梯度的绕组结构1，在很大程度上，可以降低变压器2的高压绕组21与低压绕组22之间的场强，避免高压绕组21与低压绕组22之间的绝缘物体23因局部场强过大发生击穿现象引起的安全隐患，所以，本实施例中的变压器2可以增强变压器的电气绝缘性能和使用寿命，进而可以使得变压器2长期进行安全运行。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。