变压器组件的制作方法_2

文档序号:9276448阅读:来源:国知局
穿过内支撑元件2的内部。变压器芯体5的另一个部分进一步围绕外部绕组4的外部而延伸。
[0040]基本上,变压器芯体5可由铁磁性材料,例如铁氧体、无定形材料、纳米晶体材料等等制成。变压器芯体5可具有一定的形状,以便部分地被圆柱形的内支撑元件2所包围,并且具有类似E-芯体、C-芯体等等形状。穿过圆柱形内支撑元件2的变压器芯体5的部分可通过冷却装置进行冷却,并且受到机械支撑。
[0041]为了避免短路,圆柱形的内支撑元件2不能用作寄生次级线圈的线匝。因此,内支撑元件2必须在电方面是断开的。因此,圆柱形的内支撑元件2必须包括至少一个沿着其周向方向的绝缘间隙8。绝缘间隙8防止了循环电流的流动。例如,圆柱形的内支撑元件2可由两个半圆柱体制成,它们以绝缘的方式设置,以形成内支撑元件2,从而没有循环电流可流过它。
[0042]或者,圆柱形的内支撑元件2可全部由电绝缘材料制成,例如环氧树脂等等。
[0043]提供了圆柱形外壳元件6,其包围外部绕组4的外表面。圆柱形外壳元件6设置为与外部绕组4保持良好的热接触,并且提供了良好的导热性,使得外部绕组4中所产生的热量可通过圆柱形外壳元件6进行消散。沿着其切向或轴向方向,外壳元件6可整体地成形,或由若干个部分来形成。
[0044]圆柱形外壳元件6可由热传导材料,例如金属来制成。外壳元件6可配备第二冷却装置。例如,外壳元件6可包括一个或多个其它冷却管9或冷却通道,其以轴向方向穿过外壳元件6。所述其它冷却管9配置为容许冷却介质流过它。冷却介质可为空气、水、油、SF6等等。另外或备选地,在外壳元件6的外表面上可提供散热片。
[0045]圆柱形的内支撑元件2和外壳元件6基本上具有相同的轴向长度,并且设置为同心,以便封闭内部绕组和外部绕组3,4。在其轴向末端,提供了盖11 (每侧各一个),以关闭圆柱形内支撑元件2和圆柱形外壳元件6之间所形成的空间,其中绕组3,4容纳在该空间中。圆柱形外壳元件6可用作机械绕组封罩,并且在由圆柱形的内支撑元件2和圆柱形外壳元件6所形成的空间中可填充绝缘材料。
[0046]如可从图3中看出,圆柱形外壳元件6具有联接在变压器芯体5的轭架部分上的突出物10,从而收集变压器芯体5的轭架部分中所产生的热量和/或延伸到内支撑元件2的内部中的变压器芯体5的那部分中所产生的热量。突出物10沿径向突出并基本上沿轴向沿着支撑元件和壳元件2,6的整个轴向长度而延伸。
[0047]圆柱形外壳元件6的第二冷却装置可经过配置,使得外部绕组4和外芯体部分中所产生的热量被消耗并带离变压器组件I。圆柱形外壳元件6的突出物10可形成间隙8,以避免圆柱形外壳元件6所形成的寄生线匝的短路。为了避免电短路,圆柱形外壳元件6的突出物10以电绝缘方式联接到外芯体部分上,但在外芯体部分的两侧都具有良好的导热性。
[0048]盖11在变压器组件I的两端可包括衬套12,其将变压器组件I的内部绕组和外部绕组3,4电连接起来。
[0049]可以允许芯体5的外部部分没有在热方面连接在圆柱形外壳元件6上,但配备了另外的冷却装置来消散芯体5中所产生的热量。
[0050]图4显示了变压器组件I的又一实施例,其中芯体5形成了闭合环路,并且具有平行设置的两个芯体部分,其各配备变压器组件部分。芯体部分与芯体5的轭架部分相连接,所以轭架部分和芯体部分形成闭合环路芯体5。
[0051]因此,如上所述,芯体部分各被圆柱形的内支撑元件2所包围。圆柱形的内支撑元件2均配备了单个线圈,使得各个圆柱形的内支撑元件2被单个线圈的绕组所包围。基本上,各个变压器组件部分具有与之前所述实施例相对应的设计。因而,各个绕组被圆柱形外壳元件6所包围。换句话说,同结合图1至图3所述的实施例相反,图4的实施例显示了在圆柱形的内支撑元件2和圆柱形外壳元件6之间的单个绕组,其通过闭合环路芯体5进行联接,从而用作变压器。
[0052]同之前实施例相反,图4的实施例具有圆柱形外壳元件6,其没有配备突出物。然而,为了避免在圆柱形外壳元件6中切向流动的短路电流,必须提供绝缘装置,其在圆柱形外壳元件6的整个轴向长度上延伸。
[0053]圆柱形外壳元件6的两个轴向末端被盖11关闭,其中为这两个圆柱形外壳元件6的每两个轴向末端提供了单个盖11。
[0054]图5中所示的实施例与图4中所示的组件相对应,其区别在于,两个圆柱形外壳元件6被单个外罩元件13所替代,其成形为以便封闭两个设置在内支撑元件2上的用于两个平行芯体部分的绕组3,4。
[0055]用于圆柱形外壳元件6的冷却装置可作为整合在圆柱形外壳元件6中的管道形式而成形,或者如图6中所示,采用独立的冷却管14的形式,其设置在绕组3,4的外表面之间,绕组设置在圆柱形外壳元件6和圆柱形内支撑元件2之间。独立的冷却管14可连接在圆柱形外壳元件6的内壁上。
[0056]作为在圆柱形的内支撑元件2和外壳元件6,13之间所形成的绕组封罩中具有绝缘材料的替代方案,在绕组封罩的内部可为流体提供强制循环。
[0057]图7至图12显示了变压器组件20的又一实施例的不同视图。图7显示了变压器组件20上的透视图。变压器组件20具有圆柱形外壳26,其在其两端被第一盖28和第二盖31关闭,从而形成紧密的封罩30,在其内部具有封闭容积。
[0058]从图8的横截面图中可进一步看出,变压器组件20具有内壳21,其可用作用于绕组的内支撑元件。在本实施例中,内壳21是圆柱形的,并具有圆柱轴线,其基本上与外壳26的圆柱轴线平行。外壳26和内壳21都可具有环形横截面。然而,外壳26和内壳21还可定制为具有不同横截面(横向于其轴向方向)的形状。
[0059]圆柱形内壳21和圆柱形外壳26可具有一定轴向长度的环形形状,该轴向长度可短于或大于相应地跨越内壳21和圆柱形外壳26的横截面的跨度。
[0060]第一盖和第二盖28,31、内壳21和外壳26可由电绝缘材料,例如非金属材料、环氧树脂等等制成。此外,内壳21、外壳26和第一盖28可由所述绝缘材料整体地成形。
[0061]内部绕组22缠绕在内壳21的周围。内部绕组22可与内壳21的外壁表面接触,或者可彼此间隔开。内部绕组22的导体可为导线状,例如金属线的线圈,例如铜线,或者是板状,涂敷了电绝缘层,并且成螺旋形地缠绕在圆柱形内壳21的周围。内部绕组22可用作变压器组件20的初级绕组或二次绕组。
[0062]可设置外部绕组23,其包围内部绕组22。外部绕组23可直接缠绕在内部绕组22之上。外部绕组23的导体可为导线状,例如金属线的线圈,例如铜线,或者是板状,涂敷了电绝缘层,并且成螺旋形地缠绕在内部绕组22的周围。外部绕组23可用作变压器组件20的初级绕组或二次绕组。
[0063]为了确保在内部绕组和外部绕组22,23之间的电绝缘,还可以允许在内部绕组22和外部绕组23之间设置绝缘层(未显示),以防止在绕组导体的电绝缘涂层受损的情况下的短路。
[0064]提供的变压器芯体25形成了闭合环路。变压器芯体25的内部部分沿轴向穿过变压器组件20的内部,即在轴向方向上穿过圆柱形内壳21的内部。变压器芯体25的另一部分,即外部部分进一步围绕外壳26的外部而延伸。
[0065]变压器芯体25容许引导芯体25中的磁通。基本上,变压器芯体25可由铁磁性材料,例如铁氧体、无定形材料、纳米晶体材料等等制成。变压器芯体25可具有部分地被圆柱形内壳21包围的形状。
[0066]内部绕组和外部绕组22,23容纳在封罩30中,位于内壳21和外壳26之间。封罩30用电绝缘流体,例如油进行填充。内壳21的内部可能没有电绝缘流体,例如油,其中第一冷却装置和芯体25设置在内壳中。
[0067]从图8的横截面图以及图9中的变压器组件20的壳的透视图中可以看出,提供了第一冷却装置和第二冷却装置。第一冷却装置设置在外壳26的内表面上或壁中,并且第二冷却装置至少部分地在圆柱形内壳21的内部延伸,用于冷却穿过圆柱形内壳21的变压器芯体25的部分。
[0068]例如,在外壳26的内表面上(或靠近内表面)或者在外壳26的壁中,可设置一个或多个第一冷却管29或冷却通道作为第一冷却装置,其至少部分地沿着轴向方向穿过外壳26。在一个实施例中,蜿蜒地或环路地设置第一冷却管29,以便为与封
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