一种环氧浇注式高频变压器的冷却散热系统的制作方法

本发明涉及高频变压器技术领域，具体涉及一种环氧浇注式高频变压器的冷却散热系统。

背景技术：

目前高压大容量高频变压器最常用的冷却方式有风冷、水冷和强油冷却等。

为了满足高压大容量高频变压器绝缘性能的要求和减小高频变压器的体积，常常采用环氧浇注的方式，但环氧树脂导热系数较低，且由于高频变压器体积小，单位体积热量较大，风冷已经无法满足功率转换的需要。水冷需要在高频变压器中预埋导热性能较好的金属水管，为保证变压器原、副边绕组及铁芯产生的热量尽可能被冷却水带走，水管应尽量靠近热源，但高压大容量高频变压器原、副边及铁芯之间的绝缘要求，无法保证水管可在各个热源位置穿过。当采用多组水管散热的方式时使得接口数增多，渗、漏水概率提高，且高频变压器绕组电位较高，冷却水与金属水管会产生电化学反应，经过时间积累后造成水管堵塞等问题。强油冷却一方面需要配置储油箱，增大高频变压器的体积，另一方面当变压器油发生泄漏时，易发生燃烧和爆炸现象，对外围的电力电子变流器带来极大的安全隐患，危险性较高，同时大大增加了对装置消防设计的复杂程度。

技术实现要素：

本发明提供一种环氧浇注式高频变压器的冷却散热系统，基于该方案对环氧浇注式高频变压器进行冷却，避免了渗漏水、渗漏油等隐患，且系统中铺设在变压器内部的管道为金属导电材料，可与邻近的铁芯或绕组固定在同一电位，保证变压器内部无悬浮电位，降低高频变压器局部放电说，保证其长期安全、稳定运行。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种环氧浇注式高频变压器的冷却散热系统，其改进之处在于，所述系统包括：第一换热热管1，第二换热热管2，板翅式换热器3，陶瓷连接件4，制冷剂5和金属板式材料6；

所述金属板式材料6布置于高频变压器中产热部件外围；

所述第一换热热管1的一端固定在所述金属板式材料6上，另一端通过所述陶瓷连接件4与第二换热热管2的一端连接；

所述第二换热热管2的另一端接有所述板翅式换热器3；

所述制冷剂5置于所述第一换热热管1内或第二换热热管2内。

优选的，所述产热部件包括：铁芯和/或绕组。

优选的，所述第一换热热管1的一端通过焊接方式固定在所述金属板式材料6上。

优选的，所述第一换热热管1的材料和第二换热热管2的材料均为金属导电材料。

优选的，所述第一换热热管1、第二换热热管2和陶瓷连接件4的数量相等且大于等于1。

优选的，所述金属板式材料6以粘贴的方式布置于高频变压器中产热部件外围。

优选的，所述制冷剂5为绝缘相变冷媒或去离子水。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种环氧浇注式高频变压器的冷却散热系统，系统包括：第一换热热管，第二换热热管，板翅式换热器，陶瓷连接件、制冷剂和金属板式材料；金属板式材料布置于高频变压器中产热部件外围；第一换热热管的一端固定在金属板式材料上，另一端通过陶瓷连接件与第二换热热管的一端连接；第二换热热管的另一端接有板翅式换热器；制冷剂置于第一换热热管内或第二换热热管内；系统中，使用制冷剂，提高热量转换传导效率。内部换流管路无需设计成出、入循环管路，仅要求管路封闭即可，对变压器换流管路的外接出口无特殊要求，板翅换热器可与外部环境采用自冷、风冷或者水冷的散热方式，应用场景灵活；第一换热热管和第二换热热管通过绝缘陶瓷连接，实现了第一换热热管和第二换热热管之间的电气隔离，提高安全性能；第一换热热管与相邻的绕组或铁芯在同一电位，保证变压器内部无悬浮电位，降低变压器局放；进一步的，该系统的生产成本低且全封闭不需要检修更换、运行维护等，高频变压器正常运行时不产生泄露，保证运行的安全性和可靠性。

附图说明

图1是本发明一种环氧浇注式高频变压器的冷却散热系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中环氧浇注式高频变压器的结构示意图；

图3是本发明实施例中环氧浇注式高频变压器的结构剖面图；

其中，1为第一换热热管，2为第二换热热管，3为板翅式换热器，4为陶瓷连接件、5为制冷剂，6为金属板式材料，7为环氧浇注式高频变压器本体，8为铁心，9为绕组。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的一种环氧浇注式高频变压器的冷却散热系统，如图1所示，包括：

第一换热热管1，第二换热热管2，板翅式换热器3，陶瓷连接件4，制冷剂5和金属板式材料6；

所述金属板式材料6布置于高频变压器中产热部件外围；

所述第一换热热管1的一端固定在所述金属板式材料6上，另一端通过所述陶瓷连接件4与第二换热热管2的一端连接；

所述第二换热热管2的另一端接有所述板翅式换热器3；

所述制冷剂5置于所述第一换热热管1内或第二换热热管2内。

其中，所述板翅式换热器3可以通过外冷却回路与外部环境采用水冷或风冷方式进行热交换。

基于上述方案，本发明提供的最优实施例中，图1中环氧浇注式高频变压器本体7的具体结构如图2所示，其结构剖面如图3所示，其中，所述产热部件可以包括：铁芯和/或绕组；

环氧浇注式高频变压器的铁心和绕组浇注在环氧内部，因此制冷剂5在第一换热热管1中是吸热环节，吸热后，制冷剂5由液态汽化成气体，在第一换热热管1内部流动，当流动到第二换热热管2中后，由于变压器外部环境温度较低，且通过板翅式换热器3通过水冷或风冷的方式将热量带走，制冷剂5在第二换热热管2是放热环节，放热后，制冷剂5有气态冷凝成液态，由于整个环节是一个环路，液化后的制冷剂5会回流至第一换热热管1，完成热量传递。

本发明提供的最优实施例中，由于金属材料的导热系数远优于其他材质，为提高换热效率，所述第一换热热管1的材料和第二换热热管2的材料均为金属导电材料。依据变压器的结构，将所述第一换热热管1灵活的布置在变压器内部热源的周围。变压器的热源主要来自于变压器铁芯和绕组，为获取最佳的换热效果，换热热管需贴近热源放置。但由于生产工艺的限制，换热热管无法与热源紧密贴合，甚至中间还会隔有隔热材料，因此采用金属板式材料6以粘贴的方式布置于高频变压器中产热部件外围，其中，该外围可以包括变压器中多个铁芯之间以及多个铁芯外侧，将第一换热热管1的一端通过焊接方式固定在所述金属板式材料6上，使换热热管与热源可靠连接，并能实现高效热传导。这样，高频变压器正常工作时，内部铁芯和绕组产生的热量经过金属板式材料热传导至第一换热热管1，为与第一换热热管1位置的制冷剂5吸收热量而气化。经过连接陶瓷连接件4流动至第二换热热管2位置，将热量传导给板翅式换热器3。板翅式换热器通过水冷或风冷的方式将热量带走后制冷剂5液化流回内部换热热管1，完成热量传递。

进一步的，所述第一换热热管1、第二换热热管2和陶瓷连接件4的数量相等且大于等于1，所述制冷剂5可以为绝缘相变冷媒或去离子水。

采用绝缘相变冷媒或去离子水，可极大提高热量转换、流动的效率，整个散热冷却系统为全封闭系统，无需检修更换，运行时不产生泄漏，且陶瓷材料生产成本低，电气绝缘性能好，稳定性强。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备系统、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。