本發(fā)明涉及柔性直流輸電技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種高壓高頻變壓器,以及一種高壓高頻變壓器的繞制方法。
背景技術(shù):
柔性直流輸電是以電壓源換流器為核心的新一代直流輸電技術(shù),其采用最先進(jìn)的電壓源型換流器和全控器件,是常規(guī)直流輸電技術(shù)的換代升級(jí)。柔性直流輸電相比于交流輸電和常規(guī)直流輸電,在傳輸能量的同時(shí),還能靈活地調(diào)節(jié)與之相連的交流系統(tǒng)電壓,具有可控性較好、運(yùn)行方式靈活、適用場(chǎng)合多等顯著優(yōu)點(diǎn)。
dc/dc變換器作為柔性直流輸電系統(tǒng)的核心設(shè)備,是一種將直流電先逆變(升壓或降壓)成交流電,然后再整流變換成另一種直流電壓的直流變換裝置。隨著電力電子技術(shù)、磁性技術(shù)的快速發(fā)展,對(duì)dc/dc變換器的高頻化、高功率密度和高轉(zhuǎn)換效率提出了更高的要求。而可應(yīng)用于高隔離電壓(1.4kv~4kv)場(chǎng)合的高頻變壓器是dc/dc變換器中的關(guān)鍵部件之一,對(duì)dc/dc變換器的性能和轉(zhuǎn)換效率有著非常重要的影響。
目前,常用的隔離電源的變壓器包括點(diǎn)開關(guān)的電源變壓器和高隔離的電源變壓器。其中,點(diǎn)開關(guān)的電源變壓器由于隔離電壓低,導(dǎo)致安全保護(hù)等級(jí)低,無(wú)法滿足柔性直流輸電的高隔離電壓(即高絕緣)的要求,而高隔離的電源變壓器雖然隔離電壓較高,能滿足柔性直流輸電的高隔離電壓的要求,但由于只能用于低頻,無(wú)法滿足柔性直流輸電的高頻要求,而且體積大,需充油充氣,成本高,不便于小型化。此外,常用的開關(guān)電源的變壓器雖然可以滿足柔性直流輸電的高頻要求,但是無(wú)法滿足其高隔離電壓的要求。
因此,本領(lǐng)域亟待設(shè)計(jì)一種同時(shí)具有高隔離電壓、高頻性能的變壓器。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述缺陷,提供一種同時(shí)具有高隔離電壓、高頻性能的高壓高頻變壓器及其繞制方法。
解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明提供一種高壓高頻變壓器,包括骨架,沿與骨架的軸線垂直的方向依次繞制在骨架上的第一內(nèi)絕緣層、磁屏蔽層、第二內(nèi)絕緣層、第一原邊層、第一原副邊間絕緣層、副邊層、第二原副邊間絕緣層、第二原邊層和外絕緣層。
優(yōu)選地,所述第一原邊層包括至少一層第一初級(jí)繞組層和至少一層第一原邊絕緣層,第一初級(jí)繞組層和第一原邊絕緣層間隔設(shè)置且一一對(duì)應(yīng),位于最內(nèi)側(cè)的第一初級(jí)繞組層繞制在第二內(nèi)絕緣層上;
所述副邊層包括至少一層次級(jí)繞組層和至少一層副邊絕緣層,次級(jí)繞組層和副邊絕緣層間隔設(shè)置且一一對(duì)應(yīng),位于最內(nèi)側(cè)的次級(jí)繞組層繞制在第一原副邊間絕緣層上;
所述第二原邊層包括至少一層第二初級(jí)繞組層和至少一層第二原邊絕緣層,第二初級(jí)繞組層和第二原邊絕緣層間隔設(shè)置且一一對(duì)應(yīng),位于最內(nèi)側(cè)的第二初級(jí)繞組層繞制在第二原副邊間絕緣層上。
優(yōu)選地,所述第一原邊層中包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)與所述第二原邊層中包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)相同。
優(yōu)選地,所述變壓器還包括:
設(shè)置于第一原邊層和第一原副邊間絕緣層之間的第一銅箔層;和/或,
設(shè)置于副邊層和第二原副邊間絕緣層之間的第二銅箔層。
優(yōu)選地,所述骨架包括中間部和分別位于中間部首尾兩側(cè)的 兩個(gè)端部,且骨架在其兩個(gè)端部處折彎;
所述變壓器還包括繞制在第一內(nèi)絕緣層上且分別緊貼骨架兩個(gè)端部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)置的兩個(gè)絕緣擋墻,除第一內(nèi)絕緣層和外絕緣層之外的其他層均設(shè)于所述兩個(gè)絕緣擋墻之間,外絕緣層包裹于變壓器的內(nèi)部導(dǎo)線、第二原邊層和所述兩個(gè)絕緣擋墻之外。
本發(fā)明還提供一種高壓高頻變壓器的繞制方法,所述變壓器包括骨架,所述繞制方法包括如下步驟:
沿與骨架的軸線垂直的方向在骨架上依次繞制第一內(nèi)絕緣層、磁屏蔽層、第二內(nèi)絕緣層、第一原邊層、第一原副邊間絕緣層、副邊層、第二原副邊間絕緣層、第二原邊層和外絕緣層。
優(yōu)選地,所述第一原邊層包括至少一層第一初級(jí)繞組層和對(duì)應(yīng)的至少一層第一原邊絕緣層,則第一原邊層的繞制方法為:在第二內(nèi)絕緣層上間隔繞制第一初級(jí)繞組層和第一原邊絕緣層;
所述副邊層包括至少一層次級(jí)繞組層和對(duì)應(yīng)的至少一層副邊絕緣層,則副邊層的繞制方法為:在第一原副邊間絕緣層上間隔繞制次級(jí)繞組層和副邊絕緣層;
所述第二原邊層包括至少一層第二初級(jí)繞組層和對(duì)應(yīng)的至少一層第二原邊絕緣層,則第二原邊層的繞制方法為:在第二原副邊間絕緣層上間隔繞制第二初級(jí)繞組層和第二原邊絕緣層。
優(yōu)選地,所述第一原邊層中包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)與所述第二原邊層中包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)相同。
優(yōu)選地,所述繞制方法還包括:
在第一原邊層上、第一原邊層和第一原副邊間絕緣層之間繞制第一銅箔層;和/或,
在副邊層上、副邊層與第二原副邊間絕緣層之間繞制第二銅箔層。
優(yōu)選地,所述骨架包括中間部和分別位于中間部首尾兩側(cè)的兩個(gè)端部,且骨架在其兩個(gè)端部處折彎;
所述繞制方法還包括:在第一內(nèi)絕緣層上且分別緊貼骨架兩 個(gè)端部?jī)?nèi)側(cè)繞制兩個(gè)絕緣擋墻,將除第一內(nèi)絕緣層和外絕緣層之外的其他層均繞制在所述兩個(gè)絕緣擋墻之間,并使外絕緣層包裹于變壓器的內(nèi)部導(dǎo)線、第二原邊層和所述兩個(gè)絕緣擋墻之外。
有益效果:
本發(fā)明中,由于磁屏蔽層夾在兩層內(nèi)絕緣層之間,第一原邊層與副邊層之間設(shè)有第一原副邊間絕緣層,第二原邊層與副邊層之間設(shè)有第二原副邊間絕緣層,骨架通過第一內(nèi)絕緣層進(jìn)行絕緣加強(qiáng),以及最外側(cè)包裹有外絕緣層,解決了高壓輸入時(shí)變壓器的絕緣、損耗的問題;而且,由于設(shè)置有磁屏蔽層,從而使所述變壓器具有高頻性能。因此,本發(fā)明所述變壓器具有高隔離電壓、高頻性能,具有較強(qiáng)的實(shí)用意義。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的高壓高頻變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖;以及
圖2為本發(fā)明實(shí)施例2提供的高壓高頻變壓器的繞制方法的流程圖。
圖中:100-骨架;101、102-端部;103-中間部;200-第一內(nèi)絕緣層;300-絕緣擋墻;400-磁屏蔽層;500-第二內(nèi)絕緣層;600-第一原邊層;601-第一初級(jí)繞組層;602-第一原邊絕緣層;700-第一銅箔層;800-第一原副邊間絕緣層;900-副邊層;901-次級(jí)繞組層;902-副邊絕緣層;1000-第二銅箔層;1100-第二原副邊間絕緣層;1200-第二原邊層;1201-第二初級(jí)繞組層;1202-第二原邊絕緣層;1300-外絕緣層。
具體實(shí)施方式
為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案,下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例1:
本實(shí)施例提供一種高壓高頻變壓器,所述變壓器中的磁芯采用高頻磁性材料制成,例如,采用鐵氧體材料制成;所述變壓器中的導(dǎo)線為高壓高頻線纜,例如三層絕緣線或漆包線。如圖1所示,該高壓高頻變壓器包括:骨架100,以及沿與骨架100的軸線垂直的方向依次繞制在骨架100上的第一內(nèi)絕緣層200、磁屏蔽層400、第二內(nèi)絕緣層500、第一原邊層600、第一原副邊間絕緣層800、副邊層900、第二原副邊間絕緣層1100、第二原邊層1200和外絕緣層1300。
其中,骨架100包括中間部103和分別位于中間部首尾兩側(cè)的兩個(gè)端部101和102,且骨架在其兩個(gè)端部101和102處折彎,上述第一內(nèi)絕緣層200、磁屏蔽層400、第二內(nèi)絕緣層500、第一原邊層600、第一原副邊間絕緣層800、副邊層900、第二原副邊間絕緣層1100、第二原邊層1200和外絕緣層1300,以及后文中提到的第一銅箔層700和第二銅箔層1000均繞制在中間部103上,且位于端部101和102的內(nèi)側(cè)之間,而端部101和102的內(nèi)側(cè)表面相對(duì)設(shè)置、外側(cè)表面相背設(shè)置。上述每一層結(jié)構(gòu)均與相鄰的層結(jié)構(gòu)緊密貼合,而第一內(nèi)絕緣層200還與骨架的中間部103緊密貼合。
本實(shí)施例中,第一內(nèi)絕緣層200用于對(duì)骨架(具體為骨架的中間部103)進(jìn)行絕緣處理,從而對(duì)骨架進(jìn)行絕緣加強(qiáng);第一內(nèi)絕緣層200和第二內(nèi)絕緣層500將磁屏蔽層400夾在中間,作為變壓器的最內(nèi)層,以對(duì)磁屏蔽層進(jìn)行絕緣處理,滿足其高壓絕緣要求;磁屏蔽層可采用現(xiàn)有的磁屏蔽膠帶纏繞而成,而磁屏蔽膠帶的截止頻率優(yōu)選為變壓器的工作頻率,本實(shí)施例中,磁屏蔽膠帶的截止頻率優(yōu)選為15khz。而且,由于設(shè)置有磁屏蔽層,實(shí)現(xiàn)了磁絕緣,使得所述變壓器具有高頻性能,具體地,當(dāng)變壓器工作在高頻場(chǎng)合時(shí),其中的磁屏蔽層可避免漏磁對(duì)導(dǎo)線的切割作用,降低導(dǎo)線的損耗,且磁屏蔽層的截止頻率為變壓器的工作頻率,從而濾除了除開關(guān)頻率以上的漏磁對(duì)導(dǎo)線的影響。
第一原邊層600和第二原邊層1200均包括初級(jí)繞組,且二者中包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)之和等于所述變壓器應(yīng)包含的初級(jí)繞組的總匝數(shù);副邊層900包括次級(jí)繞組。第一原副邊間絕緣層800的絕緣等級(jí)(電壓等級(jí))需與第一原邊層600的初級(jí)繞組和副邊層900的次級(jí)繞組相對(duì)應(yīng),而第二原副邊間絕緣層1100的絕緣等級(jí)(電壓等級(jí))需與副邊層900的次級(jí)繞組和第二原邊層1200的初級(jí)繞組相對(duì)應(yīng)。
具體地,第一原邊層600包括至少一層第一初級(jí)繞組層601和至少一層第一原邊絕緣層602,第一初級(jí)繞組層601和第一原邊絕緣層602間隔設(shè)置且一一對(duì)應(yīng),位于最內(nèi)側(cè)的第一初級(jí)繞組層601繞制在第二內(nèi)絕緣層500上。本實(shí)施例以第一初級(jí)繞組層601和第一原邊絕緣層602分別采用兩層為例,如圖1所示,第一層第一初級(jí)繞組層601繞制在第二內(nèi)絕緣層500上,第一層第一原邊絕緣層602繞制在第一層第一初級(jí)繞組層601上,第二層第一初級(jí)繞組層601繞制在第一層第一原邊絕緣層602上,第二層第一原邊絕緣層602繞制在第二層第一初級(jí)繞組層601上。其中,第一原邊絕緣層602的絕緣等級(jí)(電壓等級(jí))需與第一初級(jí)繞組層601相對(duì)應(yīng);第一初級(jí)繞組層601的層數(shù)由第一原邊層600應(yīng)包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)決定,而第一原邊層600應(yīng)包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)與第二原邊層1200應(yīng)包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)之和等于所述變壓器應(yīng)包含的初級(jí)繞組的總匝數(shù),如果鋪滿一層第一初級(jí)繞組層601后發(fā)現(xiàn)匝數(shù)不夠,就再鋪設(shè)一層第一初級(jí)繞組層601,直至匝數(shù)滿足要求為止,該匝數(shù)可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定,當(dāng)然,每鋪設(shè)一層第一初級(jí)繞組層601,相應(yīng)地需要在其上繞制一層第一原邊絕緣層602。
副邊層900包括至少一層次級(jí)繞組層901和至少一層副邊絕緣層902,次級(jí)繞組層901和副邊絕緣層902間隔設(shè)置且一一對(duì)應(yīng),位于最內(nèi)側(cè)的次級(jí)繞組層901繞制在第一原副邊間絕緣層800上。本實(shí)施例以次級(jí)繞組層901和副邊絕緣層902分別采用兩層為例,如圖1所示,第一層次級(jí)繞組層901繞制在第一原副邊間絕緣層 800上,第一層副邊絕緣層902繞制在第一層次級(jí)繞組層901上,第二層次級(jí)繞組層901繞制在第一層副邊絕緣層902上,第二層副邊絕緣層902繞制在第二層次級(jí)繞組層901上。其中,副邊絕緣層902的絕緣等級(jí)(電壓等級(jí))需與次級(jí)繞組層901相對(duì)應(yīng);次級(jí)繞組層901的層數(shù)由副邊層900應(yīng)包含的次級(jí)繞組的匝數(shù)決定,而副邊層900應(yīng)包含的次級(jí)繞組的匝數(shù)等于所述變壓器應(yīng)包含的次級(jí)繞組的總匝數(shù),如果鋪滿一層次級(jí)繞組層901后發(fā)現(xiàn)匝數(shù)不夠,就再鋪設(shè)一層次級(jí)繞組層901,直至匝數(shù)滿足要求為止,該匝數(shù)可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定,當(dāng)然,每鋪設(shè)一層次級(jí)繞組層901,相應(yīng)地需要在其上繞制一層副邊絕緣層902。
第二原邊層1200包括至少一層第二初級(jí)繞組層1201和至少一層第二原邊絕緣層1202,第二初級(jí)繞組層1201和第二原邊絕緣層1202間隔設(shè)置且一一對(duì)應(yīng),位于最內(nèi)側(cè)的第二初級(jí)繞組層1201繞制在第二原副邊間絕緣層1100上。本實(shí)施例以第二初級(jí)繞組層1201和第二原邊絕緣層1202分別采用兩層為例,如圖1所示,第一層第二初級(jí)繞組層1201繞制在第二原副邊間絕緣層1100上,第一層第二原邊絕緣層1202繞制在第一層第二初級(jí)繞組層1201上,第二層第二初級(jí)繞組層1201繞制在第一層第二原邊絕緣層1202上,第二層第二原邊絕緣層1202繞制在第二層第二初級(jí)繞組層1201上。其中,第二原邊絕緣層1202的絕緣等級(jí)(電壓等級(jí))需與第二初級(jí)繞組層1201相對(duì)應(yīng);第二初級(jí)繞組層1201的層數(shù)由第二原邊層1200應(yīng)包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)決定,而第一原邊層600應(yīng)包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)與第二原邊層1200應(yīng)包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)之和等于所述變壓器應(yīng)包含的初級(jí)繞組的總匝數(shù),如果鋪滿一層第二初級(jí)繞組層1201后發(fā)現(xiàn)匝數(shù)不夠,就再鋪設(shè)一層第二初級(jí)繞組層1201,直至匝數(shù)滿足要求為止,該匝數(shù)可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定,當(dāng)然,每鋪設(shè)一層第二初級(jí)繞組層1201,相應(yīng)地需要在其上繞制一層第二原邊絕緣層1202。
本實(shí)施例中,每設(shè)置一層第一初級(jí)繞組層、第二初級(jí)繞組層或次級(jí)繞組層,就分別在其上設(shè)置一層絕緣層,以使得第一原邊 層、第二原邊層和副邊層均為夾層結(jié)構(gòu),并且在第一原邊層與副邊層之間設(shè)置了第一原副邊間絕緣層,在第二原邊層與副邊層之間設(shè)置了第二原副邊絕緣層。由于第一/第二原邊層工作在高壓輸入場(chǎng)合,故第一/第二初級(jí)繞組層各層間需要設(shè)置絕緣材料層以滿足一定的絕緣要求;而且,上述第一原邊層、第二原邊層和副邊層均采用夾層結(jié)構(gòu),可以提高變壓器磁耦合效果,有效的解決由于磁耦合不緊密造成的輸出電壓偏低的問題;同時(shí),由于第一/第二原邊層與副邊層之間需要滿足輸入電壓2倍的絕緣要求,故需要在第一原邊層與副邊層之間、第二原邊層與副邊層之間均設(shè)置絕緣材料層。
優(yōu)選地,第一原邊層600中包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)與第二原邊層1200中包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)相同。換言之,第一原邊層600中包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)占所述變壓器應(yīng)包含的初級(jí)繞組的總匝數(shù)的一半,而第二原邊層1200中包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)占所述變壓器應(yīng)包含的初級(jí)繞組的總匝數(shù)的另一半,采用這種將初級(jí)繞組分成兩半,而次級(jí)繞組夾在其中的三明治繞法形成的變壓器可有效地降低初級(jí)繞組的漏感,從而降低對(duì)電路的影響。
如圖1所示,所述變壓器還包括:設(shè)置于第一原邊層600和第一原副邊間絕緣層800之間的第一銅箔層700,以及設(shè)置于副邊層900和第二原副邊間絕緣層1100之間的第二銅箔層1000。而且,第一銅箔層700和第二銅箔層1000均包括1~2層銅箔。由于在磁屏蔽層的基礎(chǔ)上增設(shè)了銅箔層,進(jìn)一步提升了所述變壓器的高頻性能。而且,由于銅具有較好的導(dǎo)熱效果,通過增設(shè)銅箔層,還可以將不同層間的銅損引起的損耗引導(dǎo)到外部,從而降低變壓器線包溫升。此外,第一/第二銅箔層分別與第一/第二初級(jí)繞組層的參考點(diǎn)相接,而在第一/第二原邊層與副邊層之間均增設(shè)銅箔層,可將初級(jí)繞組層的參考點(diǎn)引入變壓器內(nèi)部,從而實(shí)現(xiàn)了初級(jí)、次級(jí)高頻電場(chǎng)的隔離,因而有效地降低了初級(jí)電場(chǎng)對(duì)次級(jí)繞組層的影響。
此外,所述變壓器還包括繞制在第一內(nèi)絕緣層200上且分別 緊貼骨架兩個(gè)端部101和102內(nèi)側(cè)設(shè)置的兩個(gè)絕緣擋墻300,且所述兩個(gè)絕緣擋墻相對(duì)設(shè)置,除第一內(nèi)絕緣層200和外絕緣層1300之外的其他層均設(shè)于兩個(gè)絕緣擋墻300之間,外絕緣層1300包裹于變壓器的內(nèi)部導(dǎo)線、第二原邊層1200的第二原邊絕緣層1202和兩個(gè)絕緣擋墻300的頂端之外,以防止內(nèi)部材質(zhì)裸露。其中,每個(gè)絕緣擋墻300的厚度需根據(jù)變壓器絕緣耐壓強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整,本實(shí)施例中,每個(gè)絕緣擋墻300的厚度優(yōu)選為5~8mm,進(jìn)一步優(yōu)選為6mm。本實(shí)施例中,由于設(shè)置了絕緣擋墻,故增大了第一初級(jí)繞組層和第二初級(jí)繞組層、第一初級(jí)繞組層與次級(jí)繞組層、第二初級(jí)繞組層與次級(jí)繞組層之間的爬電距離,從而能保證繞組間對(duì)爬電距離的要求。
進(jìn)一步地,所述變壓器還包括浸漆層(圖1中未示出),其包裹于整個(gè)變壓器之外,以解決變壓器的震動(dòng)而帶來(lái)的噪聲,并提高絕緣強(qiáng)度。
本實(shí)施例所述高壓高頻變壓器因具有上述結(jié)構(gòu),解決了高壓輸入時(shí)變壓器的絕緣、損耗的問題,換言之,本實(shí)施例所述變壓器采用的是高壓輸入、低損耗的高頻變壓器結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例2:
本實(shí)施例提供一種高壓高頻變壓器的繞制方法,所述變壓器包括骨架,而骨架包括中間部和分別位于中間部首尾兩側(cè)的兩個(gè)端部,且骨架在其兩個(gè)端部處折彎,兩個(gè)端部的內(nèi)側(cè)表面相對(duì)設(shè)置、外側(cè)表面相背設(shè)置。所述變壓器中的磁芯采用高頻磁性材料制成,例如,采用鐵氧體材料制成;所述變壓器中的導(dǎo)線為高壓高頻線纜,例如三層絕緣線或漆包線。
所述繞制方法包括如下步驟:
沿與骨架的軸線垂直的方向在骨架上依次繞制第一內(nèi)絕緣層、磁屏蔽層、第二內(nèi)絕緣層、第一原邊層、第一原副邊間絕緣層、副邊層、第二原副邊間絕緣層、第二原邊層和外絕緣層。當(dāng)然,上述層結(jié)構(gòu)均繞制在骨架的中間部上,且位于兩個(gè)端部的內(nèi)側(cè)之 間。
具體地,如圖2所示,所述繞制方法包括如下步驟:
s101.在骨架中間部上緊密地繞制第一內(nèi)絕緣層。
其中,第一內(nèi)絕緣層用于對(duì)骨架的中間部進(jìn)行絕緣處理,從而對(duì)骨架進(jìn)行絕緣加強(qiáng)。
s102.在第一內(nèi)絕緣層上緊密地繞制磁屏蔽層。
其中,磁屏蔽層可采用現(xiàn)有的磁屏蔽膠帶纏繞而成,而磁屏蔽膠帶的截止頻率優(yōu)選為變壓器的工作頻率,本實(shí)施例中,磁屏蔽膠帶的截止頻率優(yōu)選為15khz。而且,由于設(shè)置有磁屏蔽層,實(shí)現(xiàn)了磁絕緣,使得所述變壓器具有高頻性能,具體地,當(dāng)變壓器工作在高頻場(chǎng)合時(shí),其中的磁屏蔽層可避免漏磁對(duì)導(dǎo)線的切割作用,降低導(dǎo)線的損耗,且磁屏蔽層的截止頻率為變壓器的工作頻率,從而濾除了除開關(guān)頻率以上的漏磁對(duì)導(dǎo)線的影響。
s103.在磁屏蔽層上緊密地繞制第二內(nèi)絕緣層。
可見,第一內(nèi)絕緣層和第二內(nèi)絕緣層將磁屏蔽層夾在中間,作為變壓器的最內(nèi)層,以對(duì)磁屏蔽層進(jìn)行絕緣處理,滿足其高壓絕緣要求;
s104.在第二內(nèi)絕緣層上緊密地繞制第一原邊層。
其中,第一原邊層包括至少一層第一初級(jí)繞組層和對(duì)應(yīng)的至少一層第一原邊絕緣層,即第一初級(jí)繞組層與第一原邊絕緣層的數(shù)量相等且一一對(duì)應(yīng),則步驟s104具體為:在第二內(nèi)絕緣層上間隔繞制第一初級(jí)繞組層和第一原邊絕緣層,且每個(gè)第一原邊絕緣層均繞制于對(duì)應(yīng)的第一初級(jí)繞組層之上,即每鋪設(shè)一層第一初級(jí)繞組層,相應(yīng)地需要在其上繞制一層第一原邊絕緣層。
第一原邊絕緣層的絕緣等級(jí)(電壓等級(jí))需與第一初級(jí)繞組層相對(duì)應(yīng);且第一初級(jí)繞組層的層數(shù)由第一原邊層應(yīng)包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)決定,而第一原邊層應(yīng)包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)與第二原邊層應(yīng)包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)之和等于所述變壓器應(yīng)包含的初級(jí)繞組的總匝數(shù),如果鋪滿一層第一初級(jí)繞組層后發(fā)現(xiàn)匝數(shù)不夠,就再鋪設(shè)一層第一初級(jí)繞組層,直至匝數(shù)滿足要求為止,該匝數(shù) 可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定。
s105.在第一原邊層上緊密地繞制第一原副邊間絕緣層。
具體為,在第一原邊層的第一原邊絕緣層上緊密地繞制第一原副邊間絕緣層。
優(yōu)選地,在步驟s104和步驟s105之間還包括步驟a:在第一原邊層上緊密地繞制第一銅箔層;則步驟s105為:在第一銅箔層上緊密的繞制第一原副邊間絕緣層。
第一銅箔層可包括1~2層銅箔。由于在磁屏蔽層的基礎(chǔ)上增設(shè)了銅箔層,進(jìn)一步提升了所述變壓器的高頻性能。而且,由于銅具有較好的導(dǎo)熱效果,通過增設(shè)銅箔層,還可以將不同層間的銅損引起的損耗引導(dǎo)到外部,從而降低變壓器線包溫升。此外,第一/第二銅箔層分別與第一/第二初級(jí)繞組層的參考點(diǎn)相接,而在第一/第二原邊層與副邊層之間均增設(shè)銅箔層,可將初級(jí)繞組層的參考點(diǎn)引入變壓器內(nèi)部,從而實(shí)現(xiàn)了初級(jí)、次級(jí)高頻電場(chǎng)的隔離,因而有效地降低了初級(jí)電場(chǎng)對(duì)次級(jí)繞組層的影響。
s106.在第一原副邊間絕緣層上緊密地繞制副邊層。
其中,副邊層包括至少一層次級(jí)繞組層和對(duì)應(yīng)的至少一層副邊絕緣層,即次級(jí)繞組層和副邊絕緣層的數(shù)量相等且一一對(duì)應(yīng),則步驟s106具體為:在第一原副邊間絕緣層上間隔繞制次級(jí)繞組層和副邊絕緣層,且每個(gè)副邊絕緣層均繞制于對(duì)應(yīng)的次級(jí)繞組層之上,即每鋪設(shè)一層次級(jí)繞組層,相應(yīng)地需要在其上繞制一層副邊絕緣層。
副邊絕緣層的絕緣等級(jí)(電壓等級(jí))需與次級(jí)繞組層相對(duì)應(yīng);次級(jí)繞組層的層數(shù)由副邊層應(yīng)包含的次級(jí)繞組的匝數(shù)決定,而副邊層應(yīng)包含的次級(jí)繞組的匝數(shù)等于所述變壓器應(yīng)包含的次級(jí)繞組的總匝數(shù),如果鋪滿一層次級(jí)繞組層后發(fā)現(xiàn)匝數(shù)不夠,就再鋪設(shè)一層次級(jí)繞組層,直至匝數(shù)滿足要求為止,該匝數(shù)可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定。
s107.在副邊層上緊密地繞制第二原副邊間絕緣層。
具體為,在副邊層的副邊絕緣層上緊密地繞制第二原副邊間 絕緣層。
優(yōu)選地,在步驟s106和步驟s107之間還包括步驟b:在副邊層上緊密地繞制第二銅箔層;則步驟s107為:在第二銅箔層上緊密的繞制第二原副邊間絕緣層。
第二銅箔層可包括1~2層銅箔。
s108.在第二原副邊間絕緣層上緊密地繞制第二原邊層。
其中,第二原邊層包括至少一層第二初級(jí)繞組層和對(duì)應(yīng)的至少一層第二原邊絕緣層,即第二初級(jí)繞組層與第二原邊絕緣層的數(shù)量相等且一一對(duì)應(yīng),則步驟s104具體為:在第二內(nèi)絕緣層上間隔繞制第二初級(jí)繞組層和第二原邊絕緣層,且每個(gè)第二原邊絕緣層均繞制于對(duì)應(yīng)的第二初級(jí)繞組層之上,即每鋪設(shè)一層第二初級(jí)繞組層,相應(yīng)地需要在其上繞制一層第二原邊絕緣層。
第二原邊絕緣層的絕緣等級(jí)(電壓等級(jí))需與第二初級(jí)繞組層相對(duì)應(yīng);且第二初級(jí)繞組層的層數(shù)由第二原邊層應(yīng)包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)決定,而第一原邊層應(yīng)包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)與第二原邊層應(yīng)包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)之和等于所述變壓器應(yīng)包含的初級(jí)繞組的總匝數(shù),如果鋪滿一層第二初級(jí)繞組層后發(fā)現(xiàn)匝數(shù)不夠,就再鋪設(shè)一層第二初級(jí)繞組層,直至匝數(shù)滿足要求為止,該匝數(shù)可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定。
本實(shí)施例中,每繞制一層第一初級(jí)繞組層、第二初級(jí)繞組層或次級(jí)繞組層,就分別在其上繞制一層絕緣層,以使得第一原邊層、第二原邊層和副邊層均為夾層結(jié)構(gòu),并且在第一原邊層與副邊層之間繞制了第一原副邊間絕緣層,在第二原邊層與副邊層之間繞制了第二原副邊絕緣層。由于第一/第二原邊層工作在高壓輸入場(chǎng)合,故第一/第二初級(jí)繞組層各層間需要繞制絕緣材料層以滿足一定的絕緣要求;而且,上述第一原邊層、第二原邊層和副邊層均采用夾層結(jié)構(gòu),可以提高變壓器磁耦合效果,有效的解決由于磁耦合不緊密造成的輸出電壓偏低的問題;同時(shí),由于第一/第二原邊層與副邊層之間需要滿足輸入電壓2倍的絕緣要求,故需要在第一原邊層與副邊層之間、第二原邊層與副邊層之間均繞制 絕緣材料層。
優(yōu)選地,第一原邊層中包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)與第二原邊層中包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)相同。換言之,第一原邊層中包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)占所述變壓器應(yīng)包含的初級(jí)繞組的總匝數(shù)的一半,而第二原邊層中包含的初級(jí)繞組的匝數(shù)占所述變壓器應(yīng)包含的初級(jí)繞組的總匝數(shù)的另一半,采用這種將初級(jí)繞組分成兩半,而次級(jí)繞組夾在其中的三明治繞法形成的變壓器可有效地降低初級(jí)繞組的漏感,從而降低對(duì)電路的影響。
在上述步驟s104、s106和s108中,繞制初級(jí)繞組或次級(jí)繞組時(shí),應(yīng)避免出現(xiàn)線圈打結(jié)等問題,且繞制結(jié)束后,線圈表面應(yīng)平整、無(wú)明顯瑕疵,并與相鄰層緊密貼合;繞制第一、第二原邊絕緣層和副邊絕緣層時(shí),也應(yīng)保持表面平整、無(wú)褶皺。
s109.在第二原邊層上緊密地繞制外絕緣層。
具體為,在第二原邊層的第二原邊絕緣層上緊密地繞制外絕緣層。
可選地,s110(圖2中未示出).在完成變壓器的電感量調(diào)整等其他工藝之后,對(duì)變壓器整體進(jìn)行浸漆處理,以解決變壓器的震動(dòng)而帶來(lái)的噪聲,并提高絕緣強(qiáng)度。該步驟位于步驟s109之后。
此外,在上述步驟s101和步驟s102之間,還可包括步驟c:在第一內(nèi)絕緣層上且分別緊貼骨架兩個(gè)端部?jī)?nèi)側(cè)繞制兩個(gè)絕緣擋墻,并使該兩個(gè)絕緣擋墻相對(duì)設(shè)置。以及,在后續(xù)步驟s103至步驟s109中,將各層(不包括第一內(nèi)絕緣層和外絕緣層)均繞制在兩個(gè)絕緣擋墻之間,在步驟s109中,需使外絕緣層包裹于變壓器的內(nèi)部導(dǎo)線、第二原邊層和兩個(gè)絕緣擋墻的頂端之外。
本實(shí)施例中,每個(gè)絕緣擋墻的厚度需根據(jù)變壓器絕緣耐壓強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。具體地,每個(gè)絕緣擋墻的厚度優(yōu)選為5~8mm,進(jìn)一步優(yōu)選為6mm。本實(shí)施例中,由于設(shè)置了絕緣擋墻,故增大了第一初級(jí)繞組層和第二初級(jí)繞組層、第一初級(jí)繞組層與次級(jí)繞組層、第二初級(jí)繞組層與次級(jí)繞組層之間的爬電距離,從而能保證繞組 間對(duì)爬電距離的要求。
本實(shí)施例所述繞制方法制成的變壓器因具有上述結(jié)構(gòu),解決了高壓輸入時(shí)變壓器的絕緣、損耗的問題,換言之,本實(shí)施例所述繞制方法制成了一種高壓輸入、低損耗的高頻變壓器結(jié)構(gòu)。
可以理解的是,以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式,然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言,在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下,可以做出各種變型和改進(jìn),這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。