一种纳米晶高频单相变压器的制造方法

文档序号:10770269阅读:529来源:国知局
一种纳米晶高频单相变压器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种纳米晶高频单相变压器,包括:磁芯(1 )、低压绕阻(2 )、高压绕阻(3 )和接线板(4),其中,所述纳米晶高频单相变压器磁芯采用两个完全相同C型纳米晶环组成,通过绝缘带绑扎,磁密小于0.5T;所述低压绕组采用多股漆包绞线,根据频率高低选择漆包线直径,以控制电流密度小于4.5A/mm2,按层式排列绕制完成后真空浇注;所述高压绕组采用多股漆包绞线穿过磁芯绕制,出线采用接线鼻引出并焊接于接线板(4)上的接线铜排。
【专利说明】
一种纳米晶高频单相变压器
技术领域
[0001] 本实用新型属于电力技术领域,涉及一种纳米晶高频单相变压器。
【背景技术】
[0002] 在传统的高频变压器设计中,由于磁心材料的限制,其工作频率较低,一般在 20kHz左右。随着电源技术的不断发展,电源系统的小型化,高频化和高功率比已成为一个 永恒的研究方向和发展趋势。因此,研究使用频率更高的电源变压器是降低电源系统体积, 提尚电源输出功率比的关键因素。目如铁氧体材料制成的尚频变压器具有转换效率尚、体 积小巧的特点,但由于铁氧体饱和磁感应强度小、高频下单位铁损大、热稳定差,不适合高 频大功率下使用。
[0003] 纳米晶材料具有优良的综合性能,同时具备了硅钢、坡莫合金、铁氧体的优点,特 别适合在高频大功率变压器上使用,目前国内生产高频变压器厂家很少,频率20kHZ以下技 术都采用E型铁氧体,且线圈采用同心式结构。此结构由于存在:(1)频率20kHZ以上损耗大; (2)体积大,成本较高;(3)线圈之间耦合系数小,漏抗大,输出电压偏差离散性较大。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种单相变压器,用于克服现有技术的 问题。
[0005] 本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下:
[0006] -种纳米晶高频单相变压器,包括:磁芯(1 )、低压绕阻(2 )、高压绕阻(3 )和接 线板(4),其中,所述纳米晶高频单相变压器磁芯采用两个完全相同C型纳米晶环组成,通过 绝缘带绑扎,磁密小于〇. 5T;所述低压绕组采用多股漆包绞线,根据频率高低选择漆包线 直径,以控制电流密度小于4.5A/_2,按层式排列绕制完成后真空浇注;所述高压绕组采用 多股漆包绞线穿过磁芯绕制,出线采用接线鼻引出并焊接于接线板(4)上的接线铜排。
[0007] 进一步地,优选的是,所述纳米晶高频单相变压器中,高压匝数为11,低压匝数为 2,纳米晶尺寸为:巾60/巾70x100mm,低压线圈采用四组单根0.2mm漆包铜绞线并绕、双层绕 制,高压首末引出。
[0008] 本实用新型采取了上述方案以后,其解决了电压偏差问题,提高损耗技术性能,而 且体积小、成本有所降低。
[0009] 本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书 中变得显而易见,或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过 在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【附图说明】
[0010] 下面结合附图对本实用新型进行详细的描述,以使得本实用新型的上述优点更加 明确。其中,
[0011]图1是本实用新型纳米晶高频单相变压器的结构示意图;
[0012]图2是本实用新型中磁芯的结构不意图;
[0013]图3是本实用新型中磁芯的结构不意图。
【具体实施方式】
[0014] 以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式,借此对本实用新型 如何应用技术手段来解决技术问题,并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。 需要说明的是,只要不构成冲突,本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征 可以相互结合,所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。
[0015] 本实用新型为了解决以上问题,技术创新,首次采用C型纳米晶磁芯、低压绕组多 股绞线浇注、高压绕组穿过磁芯绕制结构,并提出纳米晶高频单相变压器的设计方法。
[0016] 如图1、2、3所示,本实用新型采用的技术方案是:
[0017] -种纳米晶高频单相变压器,包括:磁芯(1 )、低压绕阻(2 )、高压绕阻(3 )和接 线板(4),其中,所述纳米晶高频单相变压器磁芯采用两个完全相同C型纳米晶环组成,通过 绝缘带绑扎,磁密小于〇. 5T;所述低压绕组采用多股漆包绞线,根据频率高低选择漆包线 直径,以控制电流密度小于4.5A/_2,按层式排列绕制完成后真空浇注;所述高压绕组采用 多股漆包绞线穿过磁芯绕制,出线采用接线鼻引出并焊接于接线板(4)上的接线铜排。
[0018] 进一步地,优选的是,所述纳米晶高频单相变压器中,高压匝数为11,低压匝数为 2,纳米晶尺寸为:巾60/巾70x100mm,低压线圈采用四组单根0.2mm漆包铜绞线并绕、双层绕 制,高压首末引出。
[0019] 其中,更具体地,纳米晶高频单相变压器磁芯采用两个完全相同C型纳米晶环组 成,通过绝缘带绑扎,磁密小于0.5T;低压绕组采用多股漆包绞线,根据频率高低选择漆包 线直径,一般电流密度小于4.5A/_2,按层式排列绕制完成后真空浇注,高压绕组采用多股 漆包绞线穿过磁芯绕制,出线采用接线鼻引出并焊接于接线铜排。联接组别为IiO,耐热等 级为F级。
[0020] 本实用新型的关键技术是高频下磁密与涡流损耗计算如下:
[0021] 匝电势:
[0023] N为匝数;
[0024] 高频磁密:
[0025] Ac=3iR2-3ir2 (2)
[0027]其中R为磁芯圆环外半径,r为磁芯圆环内半径,f为电源频率;
[0028] 单根多股导线是由n个直径为dO漆包圆导线绞成,高、低压绕组轴向单匝涡流损耗 为:
[0030]同理,在径向磁场作用下,径向单匝涡流损耗为:
[0032]高、低压绕组单匝多股导线在轴向和径向磁场共同作用下涡流损耗为:
[0034]其它参数计算同电力变压器。
[0035]由于采用垂直交叉绕制新结构的设计计算,解决电压偏差问题,提高损耗技术性 能,而且体积小、成本有所降低。
[0036]现结合GPD-80/0.22纳米晶高频单相变压器实例对本实用新型作进一步描述,其 中额定容量80kVA,高压额定电压220V,低压额定电压80V,频率20kHZ,高压匝数为11,低压 匝数为2。纳米晶尺寸为:巾60/> 70x100mm,低压线圈采用四组单根0.2_漆包铜绞线并绕, 双层绕制,高压首末按图2引出a、x。针对以上新结构技术提出磁密与涡流损耗计算,经过 公式(1)~(6),计算结果如下:
[0038]损耗计算数值与试验偏差为0.5%,电压偏差为0.2%。
[0039] 由此可见本实用新型不仅解决损耗性能;而且线圈之间耦合紧密,输出电压偏差 小,具有体积小,成本较低等特点。
[0040] 最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本 实用新型,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员 来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征 进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均 应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种纳米晶高频单相变压器,其特征在于,包括:磁芯(1 )、低压绕阻(2 )、高压绕阻 (3 )和接线板(4),其中,所述纳米晶高频单相变压器磁芯采用两个完全相同C型纳米晶环 组成,通过绝缘带绑扎,磁密小于0.5T;所述低压绕组采用多股漆包绞线,根据频率高低选 择漆包线直径,以控制电流密度小于4.5A/mm2,按层式排列绕制完成后真空浇注;所述高压 绕组采用多股漆包绞线穿过磁芯绕制,出线采用接线鼻引出并焊接于接线板(4)上的接线 铜排。2. 根据权利要求1所述的纳米晶高频单相变压器,其特征在于,所述纳米晶高频单相变 压器中,高压匝数为11,低压匝数为2,纳米晶尺寸为:Φ 60/Φ 70x100mm,低压线圈采用四组 单根0.2mm漆包铜绞线并绕、双层绕制,高压首末引出。
【文档编号】H01F27/29GK205451995SQ201620185131
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】付银仓, 平帅, 任楠, 吕军平
【申请人】西安杰邦科技股份有限公司
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