一种高压逆变功率变压器及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种高压逆变功率变压器及其制造方法，该变压器包括磁芯、原边绕组、副边绕组和骨架，其中，绕有该原边绕组的磁芯为环形磁芯，该骨架为环形骨架，该环形磁芯置于该环形骨架之内，该副边绕组绕制在该骨架外部，该副边绕组分为N个区域，一个区域的副边绕组的输出端与相邻一个区域的副边绕组的输入端相连接。通过本发明专利技术能够有效减小了原副边绕组与磁芯的间隙，在保证耐压强度足够大的基础之上，降低了高压变压器的漏感，增强了高压变压器的带载能力。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种高压逆变功率变压器及其制造方法，该变压器包括磁芯、原边绕组、副边绕组和骨架，其中，绕有该原边绕组的磁芯为环形磁芯，该骨架为环形骨架，该环形磁芯置于该环形骨架之内，该副边绕组绕制在该骨架外部，该副边绕组分为N个区域，一个区域的副边绕组的输出端与相邻一个区域的副边绕组的输入端相连接。通过本专利技术能够有效减小了原副边绕组与磁芯的间隙，在保证耐压强度足够大的基础之上，降低了高压变压器的漏感，增强了高压变压器的带载能力。【专利说明】
本专利技术涉及一种高压逆变功率变压器，尤其涉及一种电子束流发生系统的高压逆变功率变压器及其制作方法。
技术介绍
高压逆变功率变压器是高压逆变电源的核心部件，尤其是在电子束流发生
，其性能决定了电子束流品质。相对于传统的工频高压变压器电源的电子束流发生系统而言，采用高压逆变功率变压器的电子束流发生系统，电源工作频率由50Hz提高到20kHz以上，能使得输出电源的高压纹波减小，提高了电子束流品质。常用的高压逆变功率变压器采用两层套筒式绝缘骨架，即两个“U”型或“C”型磁芯在套筒中间对接，在靠近磁芯的内层套筒式绝缘骨架上绕制变压器的原边绕组，在外层套筒式绝缘骨架绕制变压器的副边绕组。外层套筒式绝缘骨架为较耐高压的材料，具有多个环形凸台的空心柱状体。为了提高耐压等级，外层套筒式绝缘骨架的厚度一般都比较大，如果考虑到内层原边绕组的骨架、线径的影响，副边绕组至磁芯的距离会增加很多，绝缘距离增大导致漏感增加。同时，两个磁芯对接面很难达到理想的全面接触，进一步导致变压器漏感增加。高压逆变功率变压器的输出的最高电压为15000V左右，而变压器的输入的最大电压为500V，因此需要变压器的变比在1:30以上。若该变压器的原边绕组为25匝，则副边匝数至少需要750匝。由于漆包线的线径在0.5mm以上，如果采用单层绕制的方式，那么在副边绕组上单层绕制750匝漆包线则至少需要聚四氟乙烯骨架的内径达到120mm左右才能满足要求，这就需要磁芯内径至少为124_?126_以上，这样会导致磁芯材料和聚四氟乙烯骨架成本激增。如果制造大功率变压器，则副边绕组流过电流增加，绕组线径如需增加到Imm左右，采用单层绕制方法，则需要聚四氟骨架内径238mm以上，目前市场上很难找到合适的聚四氟型材制造骨架，并且磁芯需要单独定制，成本会很高，此外，变压器的磁路损耗也明显增大。若采用市场上通用的磁芯和多层绕制的方法绕制而成的变压器副边的话，例如变压器的输出电压为15000V，副边绕组则需要绕制两层才能达到设计要求。如果采用如图1所示的不分区绕制方式制造变压器，当A、B两点之间的电压为15000V，则在C点处的电压就达到了 7500V，而在高压变压器在运行过程中，对于普通漆包线是很难满足设计要求的，即使采用的是聚酰亚胺漆包线，也几乎达到此类漆包线所能承受的最大耐压值，因此变压器很难长期稳定工作。由于漏感和层间电容的存在，会出现很大的谐振电流，高压变压器的功率损耗严重，因此难以实现最大输出，并且带载能力降低。为使电子束流发生系统达到额定功率输出，高压变压器原边逆变电路中的功率器件容量需要很大才能满足要求，并且高压变压器原边电路出现较大的谐振电流，极易损坏回路中的功率器件，使得设备的可靠性能降低。
技术实现思路
为了解决现有技术中由于变压器漏感造成的变压器损耗和带载能力降低的问题，本专利技术实施例提供了 。本专利技术的技术方案是提供一种高压逆变功率变压器，该变压器包括磁芯、原边绕组、副边绕组和骨架，绕有所述原边绕组的磁芯为环形磁芯，骨架为环形骨架，环形磁芯置于环形骨架内部，副边绕组绕制在骨架外部，副边绕组分为N个区域，一个区域的副边绕组的输出端与相邻一个区域的副边绕组的输入端相连接。本专利技术一实施例中，在骨架上周向分布N个凸台，用以将副边绕组分为N个区域。本专利技术一实施例中，在每个所述区域内的绕组匝数为副边绕组的总匝数的1/N。本专利技术一实施例中，高压逆变功率变压器还包括环形盖板，环形骨架为环形凹槽骨架，环形盖板覆盖在环形凹槽骨架的凹槽上，用以密封环形凹槽。本专利技术一实施例中，将环形盖板密封到凹槽上的材料为聚四氟乙烯薄膜或环氧树脂。本专利技术一实施例中，各部件均浸没于变压器油中。本专利技术还提供一种高压逆变功率变压器的制造方法，该制作方法为，将绕有原边绕组的环形磁芯放置于环形骨架内；将副边绕组绕制在骨架外部，将副边绕组分为N个区域；将一个区域的副边绕组的输出端与相邻一个区域的副边绕组的输入端相连接。本专利技术一实施例中，在将绕制有原边绕组环形磁芯放置于环形骨架后，还要将环形盖板密封于环形骨架的凹槽上。本专利技术一实施例中，将副边绕组绕制在骨架外部，每个区域绕制副边绕组匝数的1/N；本专利技术一实施例中，在环形骨架圆周方向上分布N个凸台，用以将副边绕组分为N个区域。本专利技术一实施例中，将各部件均浸没于变压器油中。通过本专利技术提供，能够有效减小了原副边绕组与磁芯的间隙，在保证耐压强度足够大的基础之上，降低了高压逆变功率变压器的漏感，增强了高压逆变功率变压器的带载能力。【专利附图】【附图说明】图1是现有技术中变压器副边绕组的原理示例图。图2是本专利技术中变压器副边绕组的原理示例图。图3是本专利技术一种高压逆变功率变压器俯视图，未带原、副边绕组。图4是本专利技术一种高压逆变功率变压器剖面图，未带原、副边绕组。图5是本专利技术一种高压逆变功率变压器俯视图，未带原、副边绕组。图6是本专利技术一种高压逆变功率变压器的轴测图，未带原、副边绕组。图7是本专利技术一种高压逆变功率变压器的制造方法的流程图。主要元件符号说明I?环形磁性2?原边绕组3?环形凹槽聚四氟骨架31?安装凸台32?进油凸台321?进油孔33?隔离凸台4?环形聚四氟盖板5?副边绕组6?有机玻璃底座61?尼龙螺钉62?原边绕组出线孔【具体实施方式】为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。为此，本专利技术的实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。根据现有技术中的问题，专利技术人考虑，可以通过采用分区绕制的方式，即对副边绕组分区域绕制，从而使得降低每一段区域绕组的承受电压和每段区域内的绕组层间最大电压，增大变压器工作的可靠性。在本专利技术一实施例中，提供了一种高压逆变功率变压器，如图3所示，包括磁芯、原边绕组、副边绕组和骨架，其特征在于，绕有所述原边绕组的所述磁芯为环形磁芯，所述骨架为环形骨架，所述环形磁芯置于所述环形骨架之内，所述副边绕组绕制在所述骨架外部，所述副边绕组分为N(N> 2，N为整数)个区域，一个区域的副边绕组的输出端与相邻一个区域的副边绕组的输入端相连接。在本专利技术一实施例中，在骨架圆周方向上分布N个凸台，用以将副边绕组分为N个区域。在本专利技术一实施例中，在每个所述区域内的绕组匝数为副边绕组的总匝数的1/N。在本专利技术一实施例中，高压逆变功率变压器还包括环形盖板，环形骨架为环形凹槽骨架，环形盖板覆盖在环形凹槽骨架的凹槽上，用以密封环形凹槽。在本专利技术一实施例中，将环形盖板密封凹槽上的材料为聚四氟乙烯薄膜或环氧树脂在本专利技术一实施例中，各部件均浸没于变压器油中。下面结合一个具体的实施例对本专利技术进行具体描述，然而值得注意的是该具体实施例仅是为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压逆变功率变压器，包括磁芯、原边绕组、副边绕组和骨架，其特征在于，绕有所述原边绕组的所述磁芯为环形磁芯，所述骨架为环形骨架，所述环形磁芯置于所述环形骨架之内，所述副边绕组绕制在所述骨架外部，所述副边绕组分为N个区域，一个区域的副边绕组的输出端与相邻一个区域的副边绕组的输入端相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许海鹰，杨波，左从进，李彦，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11