专利名称：高功率密度机载变压整流器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变压整流器，具体涉及一种高功率密度机载变压整流器。
背景技术：
随着装机要求的不断提高，对机载设备的体积、重量、可靠性能等的要求也越来越高。现有的机载变压整流器普遍体积和重量较大，占用了安装空间，增加了设备整体负担， 不便于维护，不能适应现代装机的需求。传统变压器都采用在普通的铁氧体磁芯上，缠绕漆包线或者多股绞和线，体积比较大，转移效率不够，限制了变压器的使用范围，束缚了电源系统所能达到的最小尺寸。
发明内容
为了解决现有技术中传统变压器体积大、重量大、效率低等不足，本发明提供了一种结构简单、紧凑，组装方便，重量轻，工作效率高，使用安全的高功率密度机载变压整流器。本发明采用的技术方案是一种高功率密度机载变压整流器，其技术特点是包括输入连接器、输入滤波单元、脉冲变压器、整流单元、输出滤波单元、散热单元、故障告警单元、输出连接器，以及由底板、面板、盖罩组成的壳体；
脉冲变压器、整流单元、散热单元均安装于底板上，散热单元包括散热器和风机，整流单元安装于散热器侧边，整流单元上布置输入滤波单元和输出滤波单元，输入连接器、输出连接器、故障告警单元均安装于面板上；
所述输入滤波单元包括电抗器和输入滤波电容，电抗器与输入连接器连接；所述脉冲变压器的输入端与电抗器连接；所述脉冲变压器的输出端与整流单元的双二极管的交流输入端连接；所述输出滤波单元包括平抗器、输出滤波电容和电阻，整流单元的双二极管的正输出端经平抗器连接输出连接器正接线柱，整流单元的双二极管的负输出端连接输出连接器连接负接线柱，输出连接器正、负接线柱之间并联有输出滤波电容和电阻。所述故障告警单元包括风机上的风机故障告警开关，风机故障告警开关与故障告警单兀连接。所述故障告警单元包括包括底板上的温度告警开关，温度告警开关与故障告警单元连接。所述散热器由若干片插片齿间隔压接于底板上。所述风机风道与散热器对应布置。所述脉冲变压器原边采用一组星形连接的三相绕组，副边采用两组分别是星形和三角形连接的三相绕组；所述整流单元包括六只双二极管，每组三只双二极管呈均匀对称布置于散热器的两侧边，输入滤波单元和输出滤波单元分别布置于散热器两侧边的三只双二极管上；所述脉冲变压器副边的星形和三角形三相绕组分别与两组三只双二极管的交流输入端连接，两组三只双二极管的正输出端分别经两只平抗器连接输出连接器的正接线柱，两组三只双二极管的负输出端连接输出连接器的负接线柱。与现有技术相比，本发明的优点是
1、输入连接器、输出连接器以及故障告警单元的告警连接器均由复合材料制作而成， 复合材料具有比强度大、比刚度高、抗疲劳性能良好、减振性能良好、耐高温、安全性好、重量轻等特点，较铝合金材料的轻30% ；
2、输入滤波单元和输出滤波单元都是为了解决电磁兼容问题，电抗器与输入滤波电容、平抗器与输出滤波电容均组成LC组合，经频谱分析后选定匹配的LC参数，使其具有良好的共模、差模特性，解决设备的电磁兼容性问题，有效地抑制了输入端和输出端的电磁干扰，保证设备的正常运行；
3、脉冲变压器是由特定的磁芯和绕制工艺完成，使变压器具有良好的填充系数，整个变压器体积和重量都有了很大的改观，使得整机的体积大幅度降低；变压器原边采用一组星形连接的三相绕组，副边采用两组分别是星形和三角形连接的三相绕组的Υ/ΥΛ连接方式后送至整流单元和输出滤波单元，输出直流电，可以大大减小输入电流谐波和输出电压纹波；
4、整流单元是由六只大功率双二极管组成，该双二极管具有导通压降低、损耗小的特点，能提高整机效率；且正向导通电流大，在短路工作时其短路电流仍旧在其额定电流之内，过载能力强，提高了载流能力，使得整机的短路、带负载能力更强；
5、散热单元是采用若干片铝合金插片齿组成散热器插片式安装于底座上，体积小、结构布局紧凑，安装维护方便，具有良好的散热功能，保证在无风冷状态下长时间半载运行； 采用与散热器配合使用的重量轻、风量大，可靠性高的风机强制风冷，达到较高的散热效果，提高了设备整机的运行可靠性；
6、故障告警单元是由温度告警和风机故障告警组成，温度告警经由壳体内部温度告警开关应变压整流器内部温度，当温度高于设定的120-130°C时，闭合温度告警开关，将故障信号经故障告警单元的告警连接器输出；风机上设有风机故障告警开关采样风机的转速， 当风机的转速低于设定的转速时，闭合风机故障告警开关，将故障信号经告警连接器输出， 两路故障信号的采集和输出能够实时反应整机运行状况，提高设备运行的可靠性。本发明在底板上合理布设输入滤波单元、脉冲变压器、整流单元和输出滤波单元， 经面板和盖罩封装底板组成壳体，由面板上的输入、输出连接器实现整流器的输入和输出， 在保证设定的电性能指标的基础上，满足体积小、重量轻、结构紧凑、安装维护方便、运行平稳可靠的装机需求，与采用独立的稳压电路相比，减少了元器件数量，降低了系统的复杂度，提高了系统的可靠性，具备输入电流谐波低，输出电压稳定等特点，适合应用于航空工业和国民生产的中大功率整流场合。
图I为本发明内部布局图2为本发明变压整流器组成框图。图中底板I,面板2,输入连接器3,电抗器4,输入滤波电容5,脉冲变压器6,双二极管7，平抗器8，输出滤波电容9，输出连接器10，散热器11，风机12，告警连接器13，风机故障告警开关14，温度告警开关15。
具体实施例方式以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图I所示，一种高功率密度机载变压整流器包括底板I，面板2，输入连接器3，电抗器4，输入滤波电容5，脉冲变压器6，双二极管7，平抗器8，输出滤波电容9，输出连接器10， 散热器11，风机12，告警连接器13，风机故障告警开关14和温度告警开关15。面板2设置于底板I 一侧边，面板2上设有输入连接器3、输出连接器10和告警连接器13，底板另一侧的底板I上设有脉冲变压器6，脉冲变压器6与面板2之间的底板上设有由若干片插片齿间隔压接于底板上组成散热器11，散热器11任意两相对侧的底板I上分别均匀对称设有三只双二极管7，两组三只双二极管上分别布置电抗器4和平抗器8 ;底板I上设有风机12，风机12风道与散热器11对应设置，风机12上设有与面板I上告警连接器13连接的风机故障报警开关14 ;风机12任意相对两侧的底板I上分别设有输入滤波电容5和输出滤波电容9，底板I上还设有与面板I上告警连接器13连接温度告警开关15 ;输入连接器3依次经电抗器4、输入滤波电容5、脉冲变压器6、两组三只双二极管7、平抗器8、输出滤波电容9 连接输出连接器10，底板I、面板2和盖罩组成的整流器壳体将上述安装于底板I上的电子元件封装。图2所示本发明的变压整流器组成框图，输入连接器3的三相输入分别连接三只电抗器4输入端，输入连接器3的中性输入接地，三只电抗器4输出端连接脉冲变压器6原边的星形连接的三相绕组，三只电抗器4输出端与脉冲变压器6之间分别经三只输入滤波电容5接地，脉冲变压器6副边采用两组分别是星形和三角形连接的三相绕组，星形和三角形连接的三相绕组分别连接两组三只双二极管的交流输入端，两组三只双二极管的正输出端分别经两只平抗器8连接输出连接器10的正接线柱，两组三只双二极管的负输出端连接输出连接器10的负接线柱，输出连接器10的正、负接线柱之间设有相互并联的电阻R和输出滤波电容组，输出滤波电容组由两只输出滤波电容9串接而成且两只输出滤波电容9之间接地；风机故障报警开关14和温度告警开关15并联连接于告警连接器13。三相交流电通过输入连接器3接入到输入滤波单元中的电抗器4，经电抗器4和输入滤波电容5滤波处理后送至脉冲变压器6进行功率因数校正和降压变换，变换后的交流电送至整流单元中双二极管7的交流输入端，整流后的直流电经双二极管的正负输出端送至输出滤波单元中的平抗器8上，由平抗器8、输出滤波电容9、电阻R对输出的直流电进行滤波处理后，由输出连接器10输出对外部设备配电。由于变压整流器功率较大，而机上电网容量有限，为了降低变压整流器产生的谐波和无功功率以及对机上电网的影响，减轻干扰，并减小输入直流电压的脉动量，将变压整流器设计成移相多重联接的整流电路，多重联接后整流桥通过平抗器输出直流电压，实现两个整流桥的均流运行。在设备工作过程中形成的热量通过散热器11散热辐射到空气中，经风机12将热量带出机外，运行过程中，风机上设置的风机故障告警开关14对风机故障进行实时监测，如风机转速预设转速时，则风机故障告警开关闭合；变压整流器内的温度告警开关15对设备内部的温度进行实时监测，如温度高于预设温度值时，则温度告警开关闭合；风机故障告警信号和温度告警信号通过告警连接器13输出。
权利要求
1.一种高功率密度机载变压整流器，其特征在于包括输入连接器、输入滤波单元、脉冲变压器、整流单元、输出滤波单元、散热单元、故障告警单元、输出连接器，以及由底板、面板、盖罩组成的壳体；脉冲变压器、整流单元、散热单元均安装于底板上，散热单元包括散热器和风机，整流单元安装于散热器侧边，整流单元上布置输入滤波单元和输出滤波单元，输入连接器、输出连接器、故障告警单元均安装于面板上；所述输入滤波单元包括电抗器和输入滤波电容，电抗器与输入连接器连接；所述脉冲变压器的输入端与电抗器连接；所述脉冲变压器的输出端与整流单元的双二极管的交流输入端连接；所述输出滤波单元包括平抗器、输出滤波电容和电阻，整流单元的双二极管的正输出端经平抗器连接输出连接器正接线柱，整流单元的双二极管的负输出端连接输出连接器连接负接线柱，输出连接器正、负接线柱之间并联有输出滤波电容和电阻。
2.根据权利要求I所述的高功率密度机载变压整流器，其特征是所述故障告警单元包括风机上的风机故障告警开关，风机故障告警开关与故障告警单元连接。
3.根据权利要求I所述的高功率密度机载变压整流器，其特征是所述故障告警单元包括包括底板上的温度告警开关，温度告警开关与故障告警单元连接。
4.根据权利要求I所述的高功率密度机载变压整流器，其特征是所述散热器由若干片插片齿间隔压接于底板上。
5.根据权利要求I或4所述的高功率密度机载变压整流器，其特征是所述散热器与风机风道对应布置。
6.根据权利要求I所述的高功率密度机载变压整流器，其特征是所述脉冲变压器原边采用一组星形连接的三相绕组，副边采用两组分别是星形和三角形连接的三相绕组；所述整流单元包括六只双二极管，每组三只双二极管呈均匀对称布置于散热器的两侧边，输入滤波单元和输出滤波单元分别布置于散热器两侧边的三只双二极管上；所述脉冲变压器副边的星形和三角形三相绕组分别与两组三只双二极管的交流输入端连接，两组三只双二极管的正输出端分别经两只平抗器连接输出连接器的正接线柱，两组三只双二极管的负输出端连接输出连接器的负接线柱。
全文摘要
本发明涉及一种高密度机载变压整流器，包括输入连接器、输入滤波单元、脉冲变压器、整流单元、输出滤波单元、散热单元、故障告警单元、输出连接器，以及由底板、面板、盖罩组成的壳体；与采用独立的稳压电路相比，减少了元器件数量，降低了系统的复杂度，提高了系统的可靠性，具备输入电流谐波低，输出电压稳定等特点。适合应用于航空工业和国民生产的中大功率整流场合。
文档编号H02M7/04GK102611331SQ20121007603
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月21日 优先权日2012年3月21日
发明者严东华, 叶楠, 吴国庆 申请人:江苏晟楠电子科技有限公司