一种低振动低表面热辐射变压器的制作方法

本技术涉及变压器，具体涉及一种低振动低表面热辐射变压器。

背景技术：

1、变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，是电力系统中不可或缺的重要设备，在变压器运行过程中由于变压器内部磁场的变化，变压器本体会产生振动，产生振动的主要原因取决于铁芯受磁致伸缩影响产生的振动和绕组受电磁力作用而引起的振动；同时变压器运行过程中所产生的空载损耗和负载损耗都转变为了热能，导致变压器发热，变压器的热量主要是来自于绕组。

2、变压器使用范围广，在某些要求静音、低振感和低热辐射的特殊高性能要求的领域，比如航空航天、航海等军工领域，由于军工类变压器产品对振动、散热性能要求很高，而常规的变压器振动、散热性能无法满足要求，因此如何降低变压器振动(噪声)以及热辐射成为一个不可忽视的问题，采用不同的措施来实现变压器低振动(噪声)以及热辐射变压器是研究的一大课题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是解决上述提到的问题，提供一种低振动低表面热辐射变压器。

2、实用新型原理

3、目前现有的变压器为了保证散热结构，一般会尽量增加变压器绕组之间以及变压器绕组与变压器壳体之间的间隙，以便空气能够流通，实现更好的散热。但是这种结构的变压器工作时产生的振动和噪声过大，难以满足低噪、低振动场景下的应用。本实用新型的发明人在研发过程中对这种传统变压器进行了大量的改造研究，噪声降低效果均不理想。因此，本申请的发明人另辟蹊径、反向操作，在尽量减小任意两组绕组之间距离的同时，对于每一组绕组，在高压侧线圈和低压侧线圈之间预留出一个小尺寸的散热通道，在该散热通道插入水冷管，然后在每一组绕组的外侧再次构造包含水冷管的散热通道(增加外侧散热通道的步骤可选)，最后将包含散热通道、高压侧线圈和低压侧线圈的整体结构，利用导热填料进行整体浇筑，既减小了各个绕组之间的间距，又保障了各个绕组结构的散热，同时可以大幅度降低变压器整体的振动和噪声。

4、具体而言，本实用新型的技术方案如下：

5、一种低振动低表面热辐射变压器，包括铁芯组件、散热组件、底座与绕组，所述铁芯组件包括至少两个立式的铁芯柱，每个铁芯柱外侧包绕一组绕组；

6、所述散热组件与每个所述绕组的至少部分侧面相邻设置，所述绕组和所述散热组件通过浇注料浇注成整体式的浇注体，所述底座固定安装在铁芯组件与浇注体底部。

7、进一步地，所述铁芯组件还包括分别固定安装在至少两个所述铁芯柱顶端与底端的两个铁轭。

8、进一步地，所述散热组件包括进水分水器、水冷接头、水冷管与出水分水器；在所述进水分水器与出水分水器上均设置有水冷接头，多根所述水冷管连接在进水分水器与出水分水器之间；多根所述水冷管按照预设线路分布于所述绕组内、外部四周。

9、进一步地，所述水冷管包括包绕部分和联通部分，每个包绕部分包绕在一个所述绕组的外侧或绕组间隔中，各个包绕部分通过所述联通部分连接在进水分水器与出水分水器之间。

10、进一步地，在所述铁芯柱与铁轭外部安装有采用非导磁材料制成的前后预应力夹板、左右预应力夹板与上下预应力夹板，各个预应力夹板两两之间通过相应连接件进行连接固定，以对所述铁芯柱与铁轭进行固定夹持。

11、进一步地，所述绕组包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组处于第二绕组内侧且第一绕组与第二绕组采用同心式结构绕制，在第一绕组与第二绕组之间设置有第一散热通道，绕组外部的区域及相邻绕组之间的区域为第二散热通道，所述散热组件设置在第一散热通道和第二散热通道中的至少一个内。

12、进一步地，所述浇注料填充满所述第一散热通道与第二散热通道。

13、进一步地，所述底座包括底板与固设于底板顶面的凸台，所述凸台用于支撑且固定所述浇注体，在所述凸台的中部设置有容纳并支撑所述铁芯组件的凹槽；在所述底座与凸台及凹槽的接触面之间垫设有减振垫。

14、进一步地，在所述铁芯组件和/或浇注体的外部安装有变压器配件。

15、进一步地，所述铁芯柱为柱体，且其截面为矩形；且所述铁芯柱采用低磁滞伸缩的导磁材料制成。

16、本实用新型采用与常规变压器的完全不同的技术构思，在尽量减小任意两组绕组之间距离的同时，对于每一组绕组，在高压侧线圈和低压侧线圈之间预留出一小尺寸的散热通道，在该散热通道插入水冷管，然后在每一组绕组的外侧再次构造包含水冷管的散热通道，最后将包含散热通道、高压侧线圈和低压侧线圈的整体结构，利用导热填料进行整体浇筑形成浇注体，绕组产生的热量传递给浇注料，并最终传递给水冷管循环走，降低绕组温升，以保证变压器的表面低热量辐射达到要求。

17、本实用新型通过绕组的整体浇注成型工艺，将多个绕组浇注成一个整体，大大降低绕组的电磁力分散振动和机械冲击，既减小了各个绕组之间的间距，又保障了各个绕组结构的散热，同时可以大幅度降低变压器整体的振动和噪声。

18、并且，本实用新型使用整体式的底座支撑固定整体式绕组与整体式铁芯，使绕组、铁芯、底座三者固定成一个完整整体，更有利于变压器低振动的实现。

19、在优选实现方式中，通过对铁芯柱前后、左右、上下六个面设置均匀预应力夹持板，并通过对各预应力夹持板施加预设应力，将多个铁芯柱与铁轭夹持固定，实现了更好地整体性，使铁芯组件振动降低到最优水平。

技术特征：

1.一种低振动低表面热辐射变压器，其特征在于：包括铁芯组件(1)、散热组件(3)、底座(4)与绕组(5)，所述铁芯组件(1)包括至少两个立式的铁芯柱(11)，每个铁芯柱(11)外侧包绕一组绕组(5)；

2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于：所述铁芯组件(1)还包括分别固定安装在至少两个所述铁芯柱(11)顶端与底端的两个铁轭(12)。

3.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于：所述散热组件(3)包括进水分水器(31)、水冷接头(32)、水冷管(33)与出水分水器(34)；在所述进水分水器(31)与出水分水器(34)上均设置有水冷接头(32)，多根所述水冷管(33)连接在进水分水器(31)与出水分水器(34)之间；多根所述水冷管(33)按照预设线路分布于所述绕组(5)内、外部四周。

4.根据权利要求3所述的变压器，其特征在于：所述水冷管(33)包括包绕部分(331)和联通部分(332)，每个包绕部分(331)包绕在一个所述绕组(5)的外侧或绕组(5)间隔中，各个包绕部分(331)通过所述联通部分(332)连接在进水分水器(31)与出水分水器(34)之间，包绕部分与联通部分之间可拆卸。

5.根据权利要求2所述的变压器，其特征在于：在所述铁芯柱(11)与铁轭(12)外部安装有采用非导磁材料制成的前后预应力夹板(13)、左右预应力夹板(14)与上下预应力夹板(15)，各个预应力夹板两两之间通过相应连接件进行连接固定，以对所述铁芯柱(11)与铁轭(12)进行固定夹持。

6.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于：所述绕组(5)包括第一绕组(51)和第二绕组(52)，所述第一绕组(51)处于第二绕组(52)内侧且第一绕组(51)与第二绕组(52)采用同心式结构绕制，在第一绕组(51)与第二绕组(52)之间设置有第一散热通道(53)，绕组(5)外部的区域及相邻绕组(5)之间的区域为第二散热通道(54)，所述散热组件(3)设置在第一散热通道(53)和第二散热通道(54)中的至少一个内。

7.根据权利要求6所述的变压器，其特征在于：所述浇注料填充满所述第一散热通道(53)与第二散热通道(54)。

8.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于：所述底座(4)包括底板(41)与固设于底板(41)顶面的凸台(42)，所述凸台(42)用于支撑且固定所述浇注体(2)，在所述凸台(42)的中部设置有容纳并支撑所述铁芯组件(1)的凹槽(43)；在所述底座(4)与凸台(42)及凹槽(43)的接触面之间垫设有减振垫。

9.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于：在所述铁芯组件(1)和/或浇注体(2)的外部安装有变压器配件(6)。

10.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于：所述铁芯柱(11)为柱体，且其截面为矩形，且所述铁芯柱(11)采用低磁滞伸缩的导磁材料制成。

技术总结
本技术提供了一种低振动低表面热辐射变压器，包括铁芯组件、散热组件、底座与绕组，所述铁芯组件包括至少两个立式的铁芯柱，每个铁芯柱外侧包绕一组绕组；所述散热组件与每个所述绕组的至少部分侧面相邻设置，所述绕组和所述散热组件通过浇注料浇注成整体式的浇注体，所述底座固定安装在铁芯组件与浇注体底部；本专利中的变压器通过预应力夹持板将多个铁芯柱夹持固定为一个整体，使铁芯组件振动降低到最优水平，并通过绕组的整体浇注成型将多个绕组浇注成一个整体，大大降低绕组的电磁力分散振动和机械冲击，均匀分布于浇注体内的水冷管可将绕组产生的热量循环带走，降低绕组温升，以保证变压器的表面低热量辐射达到要求。

技术研发人员：蒋卫民
受保护的技术使用者：湖南华瑞易能电气有限公司
技术研发日：20230919
技术公布日：2024/4/24