具有交叉散热结构的移相变压器的制作方法

本实用新型涉及散热领域，更具体地说，涉及一种具有交叉散热结构的移相变压器。

背景技术：

在冶金、化工、电力、市政供水和采矿等行业广泛应用的大功率负载，消耗了大量的电能，例如电费在自来水厂甚至占制水成本的50%。随着市场经济的发展和自动化，智能化程度的提高，采用高压变频器对大功率负载进行速度控制，不但对改进工艺、提高产品质量有好处，而且实现了节能(有的节能高达30%-40%)，大幅度降低了生产成本，还可延长设备使用寿命。移相整流变压器是高压变频器的重要组成部分，其具有发热量大的特点。为保证移相整流变压器稳定工作，主要依靠风把热量带走。

如图1~图2所示，是现有移相整流变压器的散热结构的示意图，在该散热结构中，具有线圈12的铁芯11置于柜体10内，在铁芯11底部设有横流风机14，在线圈12上部1/3处设有水平挡风板13（或者在2/3处再增设一块水平挡风板），柜体10的顶部设有顶部风机15。其中线圈12包括高压线圈121和低压线圈122，且该高压线圈121绕设在铁芯套筒16（该铁芯套筒16套于铁芯11的铁芯柱上）外周的第一线圈撑条17上；低压线圈122则绕设在高压线圈套筒18（该高压线圈套筒18套于高压线圈121的外侧）外周的第二线圈撑条19上。

在移相整流变压器正常运行时，底部的横流风机14往铁芯11及线圈12的内部鼓风，并借助顶部风机15抽风，沿高压线圈套筒18与铁芯套筒16之间的间隙、铁芯套筒16与铁芯11的铁芯柱111之间的间隙流动的风将高压线圈121和铁芯的热量带走。对于低压线圈122，散热则主要依靠顶部风机15抽风、水平挡风板13截流增速以及横流风机的绕流来实现。

然而，上述移相整流变压器的散热结构的风量利用率不高，高压线圈121存在温度级联，低压线圈122由于水平挡风板13的风道结构过于粗放，风速极不均匀。这种风道结构通常需要加大线圈线径以降低热功率密度，并使用较大的顶部风机15和横流风机14来加强对流换热，以达到加快散热的目的，从而使得移相整流变压器的成本高、体积大、噪声大。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述移相整流变压器的散热结构的风量利用率不高的问题，提供一种具有交叉散热结构的移相变压器。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种具有交叉散热结构的移相变压器，包括柜体、铁芯、第一套筒、绕设在第一套筒外的高压线圈以及绕设在所述高压线圈外的低压线圈，且所述第一套筒套于铁芯的铁芯柱外；所述移相变压器还包括第一风道隔板和第二风道隔板；所述第一风道隔板上设有第一开孔和第三开孔，且所述第一开孔的尺寸与所述第一套筒的尺寸匹配；所述第二风道隔板上具有第二开孔和第四开孔，且所述第二开孔的尺寸与所述第一套筒的尺寸匹配；所述第一风道隔板紧贴所述第一套筒的顶部设置，且所述第一套筒的顶部开口正对所述第一开孔；所述第二风道隔板紧贴所述第一套筒的底部设置，且所述第一套筒的底部开口正对所述第二开孔；所述第一风道隔板上的第三开孔与所述柜体的第二侧板相邻，所述第二风道隔板上的第四开孔与所述柜体的第一侧板相邻，且所述第一侧板和第二侧板相对。

在本实用新型所述的具有交叉散热结构的移相变压器中，所述移相变压器包括套于所述高压线圈外的第二套筒，且所述低压线圈绕设于所述第二套筒外；所述第二套筒上具有朝向所述第一侧板的第一进风口和朝向所述柜体第二侧板的第一出风口。

在本实用新型所述的具有交叉散热结构的移相变压器中，所述移相变压器包括两个侧部风道隔板，每一侧部风道隔板的顶部和底部分别与第一风道隔板和第二风道隔板相连接，所述两个侧部风道隔板分别与机柜的第二侧板连接。

在本实用新型所述的具有交叉散热结构的移相变压器中，所述移相变压器还包括第三套筒，且所述第三套筒套于所述低压线圈外；所述第三套筒上具有轴向设置的第二进风口和第二出风口，且所述第二进风口正对所述第二套筒上的第一进风口，所述第二出风口正对所述第二套筒上的第一出风口。

在本实用新型所述的具有交叉散热结构的移相变压器中，所述第三套筒的顶部与所述第一风道隔板连接，且所述第三套筒的底部与所述第二风道隔板连接；所述两个侧部风道隔板分别与相邻的第三套筒相连接，且所述第三套筒的出风口位于所述两个侧部风道隔板之间。

在本实用新型所述的具有交叉散热结构的移相变压器中，所述铁芯包括多个平行设置并呈直线排列的铁芯柱，且每一所述铁芯柱上具有所述第一套筒、高压线圈、低压线圈；所述第一风道隔板上设有多个呈直线排列的第一开孔；所述第二风道隔板上设有多个呈直线排列的第二开孔。

在本实用新型所述的具有交叉散热结构的移相变压器中，所述高压线圈和低压线圈分别包括多个线饼，且相邻线饼之间具有间隙；所述第一套筒外具有沿所述第一套筒的外周均匀分布的多根第一轴向撑条，所述高压线圈绕设在所述第一轴向撑条上；所述高压线圈外具有沿所述第一套筒的外周均匀分布的多根第二轴向撑条，所述低压线圈绕设在所述第二轴向撑条上；所述第一轴向撑条和第二轴向撑条上分别具有通孔。

在本实用新型所述的具有交叉散热结构的移相变压器中，所述第一风道隔板由两个第一子板拼接而成，且所述第一开孔由两个第一子板边缘的半圆形缺口拼接而成；所述第二风道隔板由两个第二子板拼接而成，且所述第二开孔由两个第二子板边缘的半圆形缺口拼接而成。

在本实用新型所述的具有交叉散热结构的移相变压器中，所述第三开孔由所述第一风道隔板边缘的缺口与所述柜体的第二侧板围合而成；所述第四开孔由所述第二风道隔板边缘的缺口与所述柜体的第一侧板围合而成；或者，所述第三开孔由所述第一风道隔板的边缘与第二侧板之间的间隔构成，所述第四开孔由所述第二风道隔板的边缘与第一侧板之间的间隔构成。

在本实用新型所述的具有交叉散热结构的移相变压器中，所述移相变压器还包括位于所述第一风道隔板上方的顶部风机。

本实用新型的具有交叉散热结构的移相变压器具有以下有益效果：通过第一风道隔板和第二风道隔板，使得第一开孔、第一套筒及第二开孔构成竖向的第一风道，而第三开孔、第一风道隔板和第二风道隔板之间的空间及第四开孔构成横向的第二风道，大大提高了散热效率。

附图说明

图1是现有移相变压器的示意图；

图2是现有移相变压器中散热风道的示意图；

图3是本实用新型具有交叉散热结构的移相变压器实施例的示意图；

图4是本实用新型具有交叉散热结构的移相变压器实施例的另一方向的示意图；

图5是本实用新型具有交叉散热结构的移相变压器实施例的横向散热的示意图；

图6是图5的轴向切面的示意图。

图7是本实用新型具有交叉散热结构的移相变压器另一实施例的示意图，其取消了第二套筒。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图3-6所示，是本实用新型具有交叉散热结构的移相变压器实施例的示意图，该具有交叉散热结构的移相变压器可应用于高压变频器并实现移相变压。本实施例中的具有交叉散热结构的移相变压器包括柜体30、铁芯31、线圈32、第一套筒38、第二套筒37、第一风道隔板33以及第二风道隔板34，上述线圈32包括绕设在第一套筒38外侧的高压线圈321以及绕设在第二套筒37外侧的低压线圈322，且第一套筒38套于铁芯31的铁芯柱外、第二套筒37则套于第一套筒38外，即低压线圈322位于高压线圈321外层。

上述第二套筒37上具有朝向柜体30第一侧板（例如柜体1的正面板）的第一进风口371和朝向柜体30第二侧板（例如柜体1的背面板）的第一出风口372，且第一侧板和第二侧板相对。

上述第一风道隔板33和第二风道隔板34的四周分别与柜体内壁紧密接触，从而在柜体30内隔出一个空间。上述第一风道隔板33上设有第一开孔331和第三开孔332，且第一开孔331的形状和尺寸与第一套筒38的形状和尺寸匹配；第二风道隔板34上具有第二开孔和第四开孔342，且第二开孔的形状和尺寸与第一套筒38的形状和尺寸匹配（即第一开孔331的形状和尺寸与第二开孔的形状和尺寸相同）。第一风道隔板33紧贴第一套筒38的顶部设置，且第一套筒的顶部开口正对第一开孔331；第二风道隔板34紧贴第一套筒38的底部设置，且第一套筒的底部开口正对第二开孔。具体地，上述第一套筒38的顶部可抵接在第一风道隔板33的下表面、底部则抵接在第二风道隔板34的上表面，或者第一套筒38的顶部可从第一开孔331突出到第一风道隔板33的上表面、底部则可从第二开孔突出到第二风道隔板34的下表面。

第一风道隔板33上的第三开孔332位于第二套筒37的第一出风口372侧（即靠近柜体30的第二侧板），第二风道隔板34上的第四开孔342则位于第二套筒37的第一进风口371侧（即靠近柜体30的第一侧板），即第三开孔332和第四开孔分别位于柜体30的相对的两侧（例如分别位于柜体30的背面板和正面板侧）。

通过上述结构，第二风道隔板34上的第二开孔、第一套筒38内部分（包括第一套筒38与铁芯柱之间的间隙）以及第一风道隔板33上的第一开孔331构成了为铁芯散热的第一风道。而第二风道隔板34上的第四开孔、第二风道隔板34和第一风道隔板33之间的空间、以及第二套筒37内的空间以及第一风道隔板33上的第三开孔332构成了为线圈32散热的第二风道。

上述移相变压器通过与第一风道交叉的第二风道为线圈32散热，保证了线圈32表面具有较强的风速，增大了线圈32表面横向的对流换热系数，大大降低了成本和体积。

特别地，当铁芯31及线圈32先装设到柜体30内时，为便于铁芯柱穿过第一风道隔板33上的第一开孔331和第二风道隔板34上的第二开孔，上述第一风道隔板33可由两个第一子板拼接而成，且第一开孔331可由两个第一子板边缘的半圆形缺口拼接而成；第二风道隔板34由两个第二子板拼接而成，且第二开孔可由两个第二子板边缘的半圆形缺口拼接而成。

上述第三开孔332由第一风道隔板33边缘的缺口与柜体30的第二侧板围合而成；而第四开孔342则可由第二风道隔板34边缘的缺口与柜体30的第一侧板围合而成。此外，上述第三开孔332也由第一风道隔板33的一侧边缘与第二侧板之间的间隔构成，第四开孔则由第二风道隔板34的一侧边缘与第一侧板之间的间隔构成。

上述高压线圈321可绕制成多个线饼，且相邻线饼之间具有间隙。上述第一套筒38外具有沿第一套筒38的外周均匀分布的多根第一轴向撑条381（该第一轴向撑条381的内侧可抵靠在第一套筒38上），高压线圈321绕设在第一轴向撑条381上。同样地，每一低压线圈322也可绕制成多个线饼，且相邻线饼之间具有间隙；第二套筒37的外具有沿第二套筒37的外周均匀分布的第二轴向撑条373（该第二轴向撑条373的内侧可抵靠在第二套筒37上），低压线圈322绕设在第二轴向撑条373上，且上述第一轴向撑条381和第二轴向撑条373上分别具有通孔。通过上述结构，不仅可增大高压线圈321、低压线圈322与空气的接触面积，从而增加换热面积，而且可使空气从第一轴向撑条381、第二轴向撑条373的通孔流过，如图6所示。结合该结构，可使低压线圈的散热能力提升50%，并可节省低压线圈原材料用量30%。

上述移相变压器可为三相移相变压器，即铁芯31包括三个平行设置并呈直线排列的铁芯柱，且每一铁芯柱上具有第一套筒38、高压线圈321、第二套筒37、低压线圈322；第一风道隔板33上设有三个呈直线排列的第一开孔331，第三开孔332位于三个第一开孔的第二侧（例如靠近移相变压器背面的一侧）；第二风道隔板34上也设有三个呈直线排列的第二开孔，第四开孔位于三个第二开孔的第一侧（例如靠近移相变压器正面的一侧）。当然，上述移相变压器也可为其他类型的移相变压器。

为进一步提高线圈32的散热效率，柜体30内还可包括两个侧部风道隔板35，且每一侧部风道隔板35的顶部和底部分别与第一风道隔板33和第二风道隔板34相连接，该两个侧部风道隔板35还分别与机柜的第二侧板连接。由于第一风道隔板33、第二风道隔板34以及两个侧部风道隔板35都与机柜30的侧板连接，可防止气流旁通，强迫更多的气流流经第一套筒38的高压线圈321的表面以及第二套筒37上的低压线圈322的表面。

上述移相变压器还可包括第三套筒36，且该第三套筒36套于低压线圈322外。上述第三套筒36上具有轴向设置的第二进风口361和第二出风口362，且第二进风口361正对第二套筒37上的第一进风口371，所述第二出风口362正对所述第二套筒37上的第一出风口372。上述第三套筒36的顶部与第一风道隔板33连接、底部与第二风道隔板34连接，且两个侧部风道隔板35分别与相邻的第三套筒36（即两个最外侧的第三套筒36）相连接，且所有第三套筒36的第二出风口362都位于两个侧部风道隔板35之间。通过调整第二进风口361和第二出风口362的大小，可使得第二风道内的空气以紧贴线圈32表面的方式流动，从而可带走更多热量。

此外，如图7所示，还可取消上述的第二套筒37，并使第二轴向撑条373的内侧直接抵靠在第一轴向撑条381上，然后再将低压线圈322绕设到第二轴向撑条373。该结构同样可通过第二风道为高压线圈321和低压线圈322散热。

为加快第一风道和第二风道内空气流速，上述移相变压器还包括位于第一风道隔板33上方的顶部风机。该移相变压器还可包括位于第二风道隔板34下方的横流风机。当然，在实际应用中，上述横流风机也可省略。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。