一种大容量自藕变压器及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种大容量自藕变压器及其制造方法，该大容量自藕变压器包括骨架、绕组、磁芯、屏蔽罩、封装材料，其特征在于：采用了带1140环氧聚酯绝缘漆的铜线，特殊的传热绝缘陶瓷颗粒，特定的热硫化型硅橡胶绝缘材料，绝缘区域的平均体积电阻率不低于1×1010Ω•cm；通过选用方形氮化铝基陶瓷骨架、标准硅钢片磁芯、环氧树脂、带1140环氧聚酯绝缘漆的铜线、热硫化型硅橡胶、特制的氧化铝陶瓷颗粒获得了优良的性能；本发明专利技术的自藕变压器容量大、绝缘性好、使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子元件领域，尤其涉及一种大容量自藕变压器及其制造方法。
技术介绍
自耦的耦是电磁耦合的意思，普通的变压器是通过原副边线圈电磁耦合来传递能量，原副边没有直接电的联系，自耦变压器原副边有直接电的联系，它的低压线圈就是高压线圈的一部分。在国内已申请的相关专利中，没有关于大容量自藕变压器的现有技术。
技术实现思路
本专利技术旨在提供容量大、绝缘性好、使用寿命长的大容量自藕变压器及其制造方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种大容量自藕变压器的制造方法，包括以下步骤：1)各部件的选用和准备①骨架选用与日字形磁芯匹配的氮化铝基陶瓷骨架，选用标准为：体积电阻率≥2×1013Ω·cm、介电强度≥750kV/cm、热导率≥25W/m·K、抗弯强度≥400Mpa、杨氏模数≥320Gpa、断裂韧性≥25Mpa；②磁芯选用标准日字形硅钢片磁芯；③屏蔽罩采用铝合金制成，采用全封闭结构；④封装材料采用环氧树脂；⑤绕组采用带1140环氧聚酯绝缘漆的碳纤维线；⑥强化绝缘材料选用热硫化型硅橡胶；⑦绝缘传热填料选用特制的氧化铝陶瓷颗粒；2)带1140环氧聚酯绝缘漆的碳纤维线的制备①通过标准方法将氨气、丙烷和丙烯腈合成为聚丙烯腈树脂；②将步骤①获得的聚丙烯腈树脂溶入聚氧化乙烯与纯净水的混合剂中，该混合剂内聚氧化乙烯与纯净水的体积比为2.5-3∶7，获得纺丝原液；③将步骤②获得的纺丝原液通过孔径0.05mm-0.08mm的喷孔加压喷入凝固浴中，压力范围为1.5bar-2bar，喷头与凝固浴液面距离为10mm-15mm，获得聚丙烯腈原丝；④将步骤③获得的聚丙烯腈原丝按标准方法进行预氧化，获得预氧化纤维；⑤将步骤④获得的预氧化纤维进行炭化处理，所述炭化处理分为前炭化处理和后炭化处理，前炭化处理温度750℃-800℃，处理时间5min-10min，后炭化处理温度1500℃-1600℃，处理时间5min-8min，即获得待用碳纤维；⑥将步骤⑤获得的待用碳纤维以16支为一股按标准方法编织成待处理碳纤维线；⑦将步骤⑥获得的待处理碳纤维线按标准方法浸润足量1140环氧聚酯，干结后获得所需带1140环氧聚酯绝缘漆的碳纤维线；3)氧化铝陶瓷颗粒的加工处理①将六水氯化铝与适量纯净水混合，搅拌并过滤杂质，调配至获得质量百分比58％-65％的氯化铝溶液；②将步骤①获得的盛有氯化铝溶液的容器进行高频振动，再将氨水雾化后均匀缓慢地通入步骤①制备的氯化铝溶液中，获得待处理溶液；③步骤②完成后继续高频振动30min-40min，然后将步骤②获得的待处理溶液置于25℃-30℃的恒温环境下，并机械搅拌30min-40min，获得预制溶液；④在步骤③获得的预制溶液内缓慢滴加稀盐酸溶液并搅拌，至溶液的PH值4.8-5.2，获得原始溶胶液；⑤将步骤④获得的原始溶胶液置于70℃-80℃温度下，回流8h，获得预制溶胶液；⑥在步骤⑤获得的预制溶胶液内缓慢添加3-5％浓度的聚乙烯醇溶液，获得待处理溶胶；⑦采用无水乙醇对步骤⑥获得的待处理溶胶进行反复冲洗，至洗净，获得待用溶胶；⑧将步骤⑦获得的待用溶胶置于480℃-550℃下进行煅烧至成颗粒，所获得的颗粒即为所需氧化铝陶瓷颗粒；4)大容量自藕变压器的加工与装配①将磁芯放置于氮化铝基陶瓷骨架中，采用环氧树脂固定；②将带绝缘漆的碳纤维线按标准缠绕方式缠绕在氮化铝基陶瓷骨架上，最优电压分配为：初级绕组电压∶次级绕组电压∶第三绕组电压为5∶3∶2；在初级绕组、次级绕组、第三绕组相互之间的结合处及其它短路点涂封热硫化型硅橡胶，获得绝缘加强芯子部件；③将步骤②获得的绝缘加强芯子部件采用环氧树脂封装；④采用铝合金屏蔽罩将整个大容量自藕变压器封装，并在铝合金屏蔽罩内间隙中填充满3)中步骤⑧获得的氧化铝陶瓷颗粒，即获得待处理大容量自藕变压器；4)大容量自藕变压器的稳定化处理①将3)中步骤③获得的待处理大容量自藕变压器放置于冷冻箱中，温度不高于-70℃，保温20min-30min，获得冷处理大容量自藕变压器；②步骤①完成后，将步骤①获得的冷处理大容量自藕变压器置于室温下，至其温度回复至室温，然后放入烘箱中，以不高于2℃/min的升温速率升至100℃-105℃，保温25min-30min，获得热循环大容量自藕变压器；③将步骤②获得的热循环大容量自藕变压器置于室温下，至其温度回复至室温；④反复进行①～③工序两次，即获得所需大容量自藕变压器。上述一种大容量自藕变压器的制造方法制造的大容量自藕变压器，包括骨架、绕组、磁芯、屏蔽罩、封装材料；骨架为氮化铝陶瓷骨架；绕组采用带1140环氧聚酯绝缘漆的碳纤维线；在绕组间结合点封涂热硫化型硅橡胶绝缘材料；在屏蔽罩和其它部件的间隙内填充有氧化铝陶瓷颗粒；屏蔽罩采用了铝合金制作，全封闭结构封装。该大容量自藕变压器，其绝缘区域的平均体积电阻率不低于1×1012Ω·cm，屏蔽级别不低于T级，功率容量为常规同体积自藕变压器的至少10倍。与现有技术相比较，本专利技术具有以下优点：常规技术中，由于短路电流大，自藕变压器容量受限于其材料绝缘能力和耐高温能力，本专利技术在常规技术的基础上，选用了热硫化型硅橡胶，其体积电阻率不低于2×1015Ω·cm、介电强度不低于200kV/cm、长时工作温度范围-55～180℃，可以很好地加强限制自藕变压器容量性能的绝缘性能，使工作区域不易因电流短路被损坏，从根本上增加了自藕变压器扩容的可能性；选用了特制的氧化铝陶瓷颗粒，根据要求研究，氧化铝陶瓷颗粒小于一定粒度后，在同等条件下，其热阻抗反而小于其它材料，且具有干净、长寿命、无污染、易清洁的特性，使得本专利技术的自藕变压器在扩容后不会因为超温而失效，同时在日常工作中还起着防尘防老化的作用，可以提升本专利技术的自藕变压器约30％的使用寿命。附图说明图1是本专利技术的结构示意图图中：屏蔽罩1、氧化铝陶瓷颗粒2、陶瓷骨架3、磁芯4、绕组5、强化绝缘材料6。具体实施方式实施例1：一种大容量自藕变压器，包括骨架、绕组5、磁芯4、屏蔽罩1、封装材料，其中：骨架为氮化铝陶瓷骨架3；绕组5采用带1140环氧聚酯绝缘漆的碳纤维线；在绕组5间结合点封涂热硫化型硅橡胶绝缘材料；在屏蔽罩1和其它部件的间隙内填充有氧化铝陶瓷颗粒2；屏蔽罩1采用了铝合金制作，全封闭结构封装。该大容量自藕变压器的制造方法，包括以下步骤：1)各部件的选用和准备①骨架选用与日字形磁芯4匹配的氮化铝基陶瓷骨架3，选用标准为：体积电阻率≥2×1013Ω·cm、介电强度≥750kV/cm、热导率≥25W/m·K、抗弯强度≥400Mpa、杨氏模数≥320Gpa、断裂韧性≥25Mpa；②磁芯4选用标准日字形硅钢片磁芯4；③屏蔽罩1采用铝合金制成，采用全封闭结构；④封装材料采用环氧树脂；⑤绕组5采用带1140环氧聚酯绝缘漆的碳纤维线；⑥强化绝缘材料6选用热硫化型硅橡胶；⑦绝缘传热填料选用特制的氧化铝陶瓷颗粒2；2)带1140环氧聚酯绝缘漆的碳纤维线的制备①通过标准方法将氨气、丙烷和丙烯腈合成为聚丙烯腈树脂；②将步骤①获得的聚丙烯腈树脂溶入聚氧化乙烯与纯净水的混合剂中，该混合剂内聚氧化乙烯与纯净水的体积比为2.5∶7，获得纺丝原液；③将步骤②获得的纺丝原液通过孔径0.05mm的喷孔加压喷入凝固浴中，压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大容量自藕变压器的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1）各部件的选用和准备①骨架选用与日字形磁芯(4)匹配的氮化铝基陶瓷骨架(3)；②磁芯(4)选用标准日字形硅钢片磁芯(4)；③屏蔽罩(1)采用铝合金制成，采用全封闭结构；④封装材料采用环氧树脂；⑤绕组(5)采用带1140环氧聚酯绝缘漆的碳纤维线；⑥强化绝缘材料(6)选用热硫化型硅橡胶；⑦绝缘传热填料选用特制的氧化铝陶瓷颗粒(2)；2）带1140环氧聚酯绝缘漆的碳纤维线的制备①通过标准方法将氨气、丙烷和丙烯腈合成为聚丙烯腈树脂；②将步骤①获得的聚丙烯腈树脂溶入聚氧化乙烯与纯净水的混合剂中，该混合剂内聚氧化乙烯与纯净水的体积比为2.5‑3：7，获得纺丝原液；③将步骤②获得的纺丝原液通过孔径0.05mm‑0.08mm的喷孔加压喷入凝固浴中，压力范围为1.5bar‑2bar，喷头与凝固浴液面距离为10mm‑15mm，获得聚丙烯腈原丝；④将步骤③获得的聚丙烯腈原丝按标准方法进行预氧化，获得预氧化纤维；⑤将步骤④获得的预氧化纤维进行炭化处理，所述炭化处理分为前炭化处理和后炭化处理，前炭化处理温度750℃‑800℃，处理时间5min ‑10min，后炭化处理温度1500℃‑1600℃，处理时间5min ‑8min，即获得待用碳纤维；⑥将步骤⑤获得的待用碳纤维以16支为一股按标准方法编织成待处理碳纤维线；⑦将步骤⑥获得的待处理碳纤维线按标准方法浸润足量1140环氧聚酯，干结后获得所需带1140环氧聚酯绝缘漆的碳纤维线；3）氧化铝陶瓷颗粒(2)的加工处理①将六水氯化铝与适量纯净水混合，搅拌并过滤杂质，调配至获得质量百分比58%‑65%的氯化铝溶液；②将步骤①获得的盛有氯化铝溶液的容器进行高频振动，再将氨水雾化后均匀缓慢地通入步骤①制备的氯化铝溶液中，获得待处理溶液；③步骤②完成后继续高频振动30min‑40min，然后将步骤②获得的待处理溶液置于25℃‑30℃的恒温环境下，并机械搅拌30min‑40min，获得预制溶液；④在步骤③获得的预制溶液内缓慢滴加稀盐酸溶液并搅拌，至溶液的PH值4.8‑5.2，获得原始溶胶液；⑤将步骤④获得的原始溶胶液置于70℃‑80℃温度下，回流8h，获得预制溶胶液；⑥在步骤⑤获得的预制溶胶液内缓慢添加3‑5%浓度的聚乙烯醇溶液，获得待处理溶胶；⑦采用无水乙醇对步骤⑥获得的待处理溶胶进行反复冲洗，至洗净，获得待用溶胶；⑧将步骤⑦获得的待用溶胶置于480℃‑550℃下进行煅烧至成颗粒，所获得的颗粒即为所需氧化铝陶瓷颗粒(2)；4）大容量自藕变压器的加工与装配①将磁芯(4)放置于氮化铝基陶瓷骨架(3)中，采用环氧树脂固定；②将带绝缘漆的碳纤维线按标准缠绕方式缠绕在氮化铝基陶瓷骨架(3)上，在初级绕组(5)、次级绕组(5)相互之间的结合处涂封热硫化型硅橡胶，获得绝缘加强芯子部件；③将步骤②获得的绝缘加强芯子部件采用环氧树脂封装；④采用铝合金屏蔽罩(1)将整个大容量自藕变压器封装，并在铝合金屏蔽罩(1)内间隙中填充满3）中步骤⑧获得的氧化铝陶瓷颗粒(2)，即获得待处理大容量自藕变压器；4）大容量自藕变压器的稳定化处理①将3）中步骤③获得的待处理大容量自藕变压器放置于冷冻箱中，温度不高于‑70℃，保温20min‑30min，获得冷处理大容量自藕变压器；②步骤①完成后，将步骤①获得的冷处理大容量自藕变压器置于室温下，至其温度回复至室温，然后放入烘箱中，以不高于2℃/min的升温速率升至100℃‑105℃，保温25min‑30min，获得热循环大容量自藕变压器；③将步骤②获得的热循环大容量自藕变压器置于室温下，至其温度回复至室温；④反复进行①~③工序两次，即获得所需大容量自藕变压器。...

【技术特征摘要】
1.一种大容量自藕变压器的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1）各部件的选用和准备①骨架选用与日字形磁芯(4)匹配的氮化铝基陶瓷骨架(3)；②磁芯(4)选用标准日字形硅钢片磁芯(4)；③屏蔽罩(1)采用铝合金制成，采用全封闭结构；④封装材料采用环氧树脂；⑤绕组(5)采用带1140环氧聚酯绝缘漆的碳纤维线；⑥强化绝缘材料(6)选用热硫化型硅橡胶；⑦绝缘传热填料选用特制的氧化铝陶瓷颗粒(2)；2）带1140环氧聚酯绝缘漆的碳纤维线的制备①通过标准方法将氨气、丙烷和丙烯腈合成为聚丙烯腈树脂；②将步骤①获得的聚丙烯腈树脂溶入聚氧化乙烯与纯净水的混合剂中，该混合剂内聚氧化乙烯与纯净水的体积比为2.5-3：7，获得纺丝原液；③将步骤②获得的纺丝原液通过孔径0.05mm-0.08mm的喷孔加压喷入凝固浴中，压力范围为1.5bar-2bar，喷头与凝固浴液面距离为10mm-15mm，获得聚丙烯腈原丝；④将步骤③获得的聚丙烯腈原丝按标准方法进行预氧化，获得预氧化纤维；⑤将步骤④获得的预氧化纤维进行炭化处理，所述炭化处理分为前炭化处理和后炭化处理，前炭化处理温度750℃-800℃，处理时间5min-10min，后炭化处理温度1500℃-1600℃，处理时间5min-8min，即获得待用碳纤维；⑥将步骤⑤获得的待用碳纤维以16支为一股按标准方法编织成待处理碳纤维线；⑦将步骤⑥获得的待处理碳纤维线按标准方法浸润足量1140环氧聚酯，干结后获得所需带1140环氧聚酯绝缘漆的碳纤维线；3）氧化铝陶瓷颗粒(2)的加工处理①将六水氯化铝与适量纯净水混合，搅拌并过滤杂质，调配至获得质量百分比58%-65%的氯化铝溶液；②将步骤①获得的盛有氯化铝溶液的容器进行高频振动，再将氨水雾化后均匀缓慢地通入步骤①制备的氯化铝溶液中，获得待处理溶液；③步骤②完成后继续高频振动30min-40min，然后将步骤②获得的待处理溶液置于25℃-30℃的恒温环境下，并机械搅拌30min-40min，获得预制溶液；④在步骤③获得的预制溶液内缓...

【专利技术属性】
技术研发人员：何琳，
申请(专利权)人：宁波华众和创工业设计有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33