大功率中频分段式高压整流变压器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种大功率中频分段式高压整流变压器，该变压器包括铁芯、初级绕组、次级绕组、整流桥和变压器油箱；初级绕组套在铁芯心柱上，次级绕组套装在初级绕组和铁芯外面，初级绕组由1-4段铜箔绕在初级骨架上，次级绕组由1-40段铜线或铝线绕在次级骨架上，次级绕组中的1-40段线圈分别与各线圈对应配套的整流电桥连接。工作频率范围可达50～1000Hz,同时可在50～1000Hz上再叠加频率10kHz～20kHz的信号，其直流输出额定电压范围可达60～120kV,输出额定功率不小于80kW,满负荷连续运行的温升≤80k。本发明体积小，重量轻，结构简单，是大型静电除尘高压电源的理想设备。
【专利说明】大功率中频分段式高压整流变压器
【技术领域】
[0001]本发明属于特种变压器制造领域，具体地说是一种大功率中频分段式高压整流变压器。
【背景技术】
[0002]近年来，随着我国电力工业快速发展，电网规模越来越大，以煤炭为燃料的环境污染问题越来越突出，燃煤后产生大量粉尘，治理粉尘的常用设备就是电除尘器，目前国家正在制定更高的大气烟尘排放标准，对电除尘器的关键部件一变压器提出了更高要求。目前的静电除尘高压整流变压器工作频率多为工频50Hz或者高频IOkHz?20kHz。工频50Hz的高压整流变压器，体积大，损耗高，效率低，造成除尘器的除尘效率低。而高频IOkHz?20kHz的高压整流变压器无功功率偏高，有功功率略低，也造成除尘器的除尘效率低。
[0003]
【发明内容】
[0004]为了克服现有上述变压器存在的问题，本发明的目的是提供一种大功率中频分段式高压整流变压器，该变压器功率大于80kW，输入工作频率范围50?1000Hz上再叠加频率IOkHz?20kHz，380?480V交变电压，输出直流额定电压范围可达60?120kV。可在不增加任何费用情况下，原地替代目前的工频50Hz和高频IOkHz?20kHz高压整流变压器，提高了除尘器的除尘效率。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种大功率中频分段式高压整流变压器，包括铁芯、初级绕组、次级绕组、整流桥、上下夹件和变压器油箱，其特征在于:铁芯采用开口或闭口非晶合金，初级绕组组采用1-4段铜箔绕在1-4组初级骨架上，次级绕组采用1-40段铜线或铝线绕在1-4组次级骨架上；初级骨架、初级绕组和次级骨架、次级绕组通过串联和并联的方式，分别套装在铁芯心柱上；初级绕组中的1-4段铜箔初级绕组串并连后与50?1000Hz上再叠加频率IOkHz?20kHz，380?480V交变电压相连；次级绕组中的1-40段线圈分别与各线圈对应配套的整流桥连接，整流桥依次串联或并联后与输出端子连接，其直流输出额定电压范围可达60?120kV，输出额定功率不小于80kW。铁芯、初级绕组、次级绕组和整流桥全部安装在变压器油箱内。
[0006]本发明中，所述铁芯采用开口非晶合金时，铁芯开口位于上部，在铁芯心柱上绑扎固定有铁芯固定板；在铁芯固定板上端设有固定配合的铁芯支撑板，铁芯固定板和铁芯支撑板均由环氧玻璃布板或木板制成；在铁芯支撑板与铁芯间设有由硅橡胶板帛成的铁芯缓冲，铁芯的开口处搭接在铁芯支撑板和铁芯缓冲之上；在铁芯下端设有下垫块，在铁芯支撑板与下垫块之间设有由环氧玻璃布板或木板制成的器身支撑板；器身支撑板和铁芯固定板的下部均固定在下垫块的槽中。
[0007]本发明中变压器油箱四面均设有散热用的波纹片，为大幅度提高散热性能，波纹片高度500?1000mm，波纹片宽度100?200mm，波纹片间距30?50mm。为减小杂散损耗，变压器上下夹件和油箱顶板均选用无磁钢板。
[0008]本发明中整流桥与次级绕组中的1-40段线圈连接，整流桥选用高压中高频二极管和高压中高频电阻分别有720只，高压中高压中高频电容20只，高压中高频二极管型号RU4D SIYU 001，高压中高频电阻型号为FU OlJ M1/2WJ 6ΜΩ,高压中高频电容型号HL F103M 15kV。整流桥与次级绕组中的1-40段线圈连接后输出的高压中高频端子信号接在高压分压电阻上然后输出，高压分压电阻型号为RIG8B IOOff 150ΜΩ。
[0009]变压器次级绕组分为1-40段线圈绕制完成，每个次级绕组总匝数与初级绕组总匝数比范围为1: (150~180)，励磁电感范围为0.2~1H，漏感范围≤40 μ H0
[0010]本发明包括电压取样和电流取样。电压取样从分压电阻下端引出，电流取样从整流桥一段引出，分别与采样电路连接形成电压取样端子和电流取样端子。
[0011]本发明功率大于80kW，输入工作频率范围50~1000Hz上再叠加频率IOkHz~20kHz，380~480V交变电压，输出直流额定电压范围可达60~120kV。可在不增加任何费用情况下，原地替代目前的工频50Hz和高频IOkHz~20kHz高压整流变压器，提高了除尘器的除尘效率。本发明体积小，重量轻，结构简单，是大型静电除尘高压电源的理想设备。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明的大功率中频高压整流变压器内部器身结构示意图。
[0013]图2-1是本发明使用的开口非晶合金铁芯的结构示意图。
[0014]图2-2是本发明 使用的开口非晶合金铁芯的侧视示意图。
[0015]图3-1是本发明使用的闭口非晶合金铁芯或者超微晶铁芯的结构示意图。
[0016]图3-2是本发明使用的闭口非晶合金铁芯或者超微晶铁芯的侧视示意图。
[0017]图4是本发明使用的超薄硅钢片铁芯结构示意图。
[0018]图5-1是本发明使用的次级绕组矩形骨架结构示意图。
[0019]图5-2是本发明使用的次级绕组矩形骨架结构俯视示意图。
[0020]图6-1是本发明使用的次级绕组圆形骨架结构示意图。
[0021]图6-2是本发明使用的次级绕组圆形骨架结构俯视示意图。
[0022]图7是本发明使用的铁芯固定板示意图。
[0023]图8是本发明使用的铁芯支撑板示意图。
[0024]图9是本发明使用的器身支撑板示意图。
[0025]图10是本发明使用的下垫块示意图。
【具体实施方式】
[0026]一种大功率中频分段式高压整流变压器，包括铁芯1、初级绕组6、次级绕组7、整流桥、上下夹件和变压器油箱。使用的铁芯可以选用非晶合金、超微晶或者超薄硅钢片，工作频率为50~1000Hz，还可以工作在50~1000Hz上再叠加频率IOkHz~20kHz的频率范围。铁芯采用非晶合金和超微晶时，铁芯截面积为矩形，截面尺寸为170_xl60mm或者170mmX 195mm，铁芯结构如图1和图2所示。铁芯采用超薄硅钢片时，铁芯截面积为多级圆形，截面积优先选择范围为200cm2~350cm2，铁芯结构如图3所示。
[0027]初级绕组组采用1-4段铜箔绕在1-4组初级骨架上，铜箔厚度优先选择范围为0.6mm?0.8mm,铜箔宽度优先选择范围为80mm?250mm,初级绕组的阻数优先选择范围为6?10，匝间或层间绝缘采用0.2_点胶纸。当铁芯截面积为矩形时，初级骨架截面积为矩形，如图4所示，当铁芯截面积为多级圆形时，初级骨架截面积为圆形，如图5所示。
[0028]次级绕组采用1-40段铜线或铝线绕在1-4组次级骨架上。铜线或铝线均为圆线，其直径优先选择范围为Φ0.8mm?Φ 1.0mm,次级绕组层数优先选择范围为10?20，层间绝缘采用0.08mm点胶纸。当铁芯截面积为矩形时，次级骨架截面积为矩形，当铁芯截面积为多级圆形时，次级骨架截面积为圆形。次级绕组骨架结构示意图如图5所示。
[0029]初级骨架、初级绕组和次级骨架、次级绕组通过串联和并联的方式，分别套装在铁芯心柱上；初级绕组中的1-4段铜箔初级绕组串并连后与50?1000Hz上再叠加频率IOkHz?20kHz，380?480V交变电压相连；次级绕组中的1_40段线圈分别与各线圈对应配套的整流桥连接，整流桥依次串联或并联后与输出端子连接，其直流输出额定电压范围可达60?120kV，输出额定功率不小于80kW。铁芯、初级绕组、次级绕组和整流桥全部安装在变压器油箱内。
[0030]参见图1，当铁芯选用开口非晶合金型的结构时，变压器铁芯I开口在上部，6是初级绕组，7是次级绕组，2是铁芯固定板，如图7所示，材质选用环氧玻璃布板或木板，铁芯固定板与铁芯芯柱绑扎固定在一起，3是铁芯支撑板，如图8所示，材质选用环氧玻璃布板或木板，铁芯支撑板同铁芯固定板配合固定，5是铁芯缓冲，材质选用硅橡胶板，开口的非晶合金搭接在铁芯支撑板3和铁芯缓冲5之上。4是器身支撑板，如图9所示，材质选用环氧玻璃布板或木板，器身支撑板同铁芯支撑板配合固定。8是下垫块，如图10所示，器身支撑板和铁芯固定板下部均固定在下垫块的槽中。采用上述结构可避免开口非晶合金型铁芯器身装配后翻转，降低了空载损耗。
【权利要求】
1.一种大功率中频分段式高压整流变压器，包括铁芯(I)、初级绕组(6)、次级绕组(7)、整流桥、上下夹件和变压器油箱，其特征在于:铁芯(I)采用开口或闭口非晶合金，初级绕组(6)组采用1-4段铜箔绕在1-4组初级骨架上，次级绕组(7)采用1-40段铜线或铝线绕在1-4组次级骨架上；初级骨架、初级绕组(6)和次级骨架、次级绕组(7)通过串联和并联的方式，分别套装在铁芯心柱上；初级绕组(6)中的1-4段铜箔初级绕组串并连后与50~1000Hz上再叠加频率IOkHz~20kHz，380~480V交变电压相连；次级绕组(7)中的1-40段线圈分别与各线圈对应配套的整流桥连接，整流桥依次串联或并联后与输出端子连接；铁芯(I)、初级绕组(6)、次级绕组(7)和整流桥全部安装在变压器油箱内。
2.根据权利要求1所述的大功率中频分段式高压整流变压器，其特征在于:所述铁芯(I)采用开口非晶合金，铁芯(I)开口位于上部，在铁芯心柱上绑扎固定有铁芯固定板(2);在铁芯固定板(2)上端设有固定配合的铁芯支撑板(3)，铁芯固定板(2)和铁芯支撑板(3)均由环氧玻璃布板或木板制成；在铁芯支撑板(3)与铁芯(I)间设有由硅橡胶板帛成的铁芯缓冲(5)，铁芯(I)的开口处搭接在铁芯支撑板(3)和铁芯缓冲(5)之上；在铁芯(I)下端设有下垫块(8)，在铁芯支撑板(3)与下垫块(8)之间设有由环氧玻璃布板或木板制成的器身支撑板(4);器身支撑板(4)和铁芯固定板(2)的下部均固定在下垫块(8)的槽中。
3.根据权利要求1所述的大功率中频分段式高压整流变压器，其特征在于:变压器油箱四面均设有散热用的波纹片，上下夹件和变压器油箱顶板均选用无磁钢板。
4.根据权利要求1所述的大功率中频分段式高压整流变压器，其特征在于:所述整流桥与次级绕组(7 )中的1-40段线圈连接，整流桥选用高压中高频二极管和高压中高频电阻分别有720只，高压中高压中高频电容20只，高压中高频二极管型号RU4D SIYU 001，高压中高频电阻型号为FU OlJ M1/2WJ 6ΜΩ,高压中高频电容型号HL F103M 15kV。
5.根据权利要求4所述的大功率中频分段式高压整流变压器，其特征在于:整流桥与次级绕组中的1-40段线圈连接后输出的高压中高频端子信号接在高压分压电阻上然后输出，高压分压电阻型号为RIG8B IOOff 150ΜΩ。
6.根据权利要求1所述的大功率中频分段式高压整流变压器，其特征在于:变压器次级绕组(7)分为1-40段线圈绕制完成，每个次级绕组总匝数与初级绕组总匝数比范围为I: (150~180)，励磁电感范围为0.2~1H，漏感范围≤40 μ H0
7.根据权利要求1所述的大功率中频分段式高压整流变压器，其特征在于:铁芯(I)采用超微晶铁芯或超薄硅钢片。
【文档编号】H01F27/26GK103986343SQ201410241436
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】赵文波, 陈 峰 申请人:江苏容天机电科技有限公司