一种液体冷却高电压大功率电感制造技术

本发明专利技术公开了一种液体冷却高电压大功率电感，所述电感包括外筒、支撑环以及位于外筒两端的输入盖板和输出盖板，外筒内设有若干电感单元以及位于相邻电感单元之间且交替设置的第一绝缘隔板和第二绝缘隔板，若相邻电感单元之间通过靠近外筒的部分串联，则相邻电感单元之间通过绝缘螺杆固定连接；若相邻电感单元之间通过靠近支撑环的部分串联，则相邻电感单元之间通过金属螺杆固定连接，电感输入端与电感单元之间以及电感输出端与电感单元之间均通过靠近外筒的部分或靠近支撑环的部分进行连接。本发明专利技术中所述电感通过若干个多层径向绕制于支撑环的电感单元串联连接，有效提高了电感的品质因数，具有电感量大、工作稳定和耗损低的特点。

A High Voltage High Power Inductor with Liquid Cooling

【技术实现步骤摘要】
一种液体冷却高电压大功率电感
本专利技术涉及高电压充放电
，具体而言涉及一种液体冷却高电压大功率电感。
技术介绍
高功率脉冲功率技术在军事和民用领域均有着广泛的应用，而高功率电感作为脉冲功率技术的重要组成部件，是高功率脉冲电路中谐振、能量回收、脉冲磁场、保护回路等必不可少的元件，比如在谐振充电电源回路中，大功率电感起到电容电压反转实现能量回收和大电容通过电感谐振给小电容充电的作用，因此与小功率低压下的电感相比较，大功率高电压下的电感需要考虑绝缘耐压、回路品质因数、系统散热及长时间运行等多方面因素。现有的高电压大功率电感通常采用多组铜线并绕在绝缘支撑筒上【张天洋，高功率脉冲驱动源的初级储能充电系统及其关键技术研究，长沙：国防科技大学，2016：75】，为保证谐振电感和回收电感的小型紧凑，均采用多层串联绕制的方法来制作电感线圈，这种电感线圈的绕线长度主要在轴向方向，为了保证该电感线圈的绝缘性能，在每一层线圈表面上需要均匀浇注了一层环氧树脂，故该电感线圈无法进行冷却循环，装置工作时间不能过长。鉴于此，研究一种品质因数高、绝缘耐压好，并具有冷却功能且可长时间运行的高电压大功率电感是本
技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种液体冷却高电压大功率电感，所述电感通过若干个径向绕制的电感单元进行串联连接，并在相邻电感单元之间设置绝缘隔板，有效提高了电感的品质因数，保证了电感单元之间的绝缘耐压性能，同时冷却液体可在外筒内对电感单元进行冷却，延长电感的运行时间，故具有电感量大、工作稳定、结构紧凑、耗损低和运行时间长的特点。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种液体冷却高电压大功率电感，包括输出盖板、外筒、输入盖板和支撑环，所述输出盖板和输入盖板分别位于外筒的两端，且输出盖板上设有电感输出端以及与外筒内部连通的冷却液出口，输入盖板上设有电感输入端以及与外筒内部连通的冷却液入口，外筒内部设有若干个径向绕制的电感单元以及位于相邻电感单元之间且交替设置的第一绝缘隔板和第二绝缘隔板，所述第一绝缘隔板外径略小于外筒内径，第二绝缘隔板外径与外筒内径相同，且第二绝缘隔板靠近轴线外沿处设有用于冷却液穿过第二绝缘隔板的通液槽，若相邻电感单元之间通过靠近外筒的部分串联，则相邻电感单元之间通过绝缘螺杆固定支撑环进行固定连接；若相邻电感单元之间通过靠近支撑环的部分串联，则相邻电感单元之间通过金属螺杆固定支撑环进行固定连接，电感输入端与电感单元之间以及电感输出端与电感单元之间均通过靠近外筒的部分或靠近支撑环的部分进行连接。优选地，所述支撑环为金属件，支撑环上均匀布置有若干个通孔和若干个螺纹孔，所述通孔与螺纹孔交替设置在支撑环上，且支撑环上的通孔的位置与其相邻支撑环上螺纹孔的位置一一对应。优选地，所述电感单元为一个或若干个并联连接的圆饼电感，圆饼电感为带有绝缘丝包线的扁铜带绕制而成。优选地，所述第一绝缘隔板靠近支撑环的中心处设有用于供冷却液体流动的圆环形凸台。优选地，当相邻电感单元之间通过绝缘螺杆固定支撑环进行固定时，相邻电感单元之间还设有绝缘垫片。优选地，所述绝缘螺杆和绝缘垫片的材质均为尼龙或高分子材料。优选地，所述冷却液入口位于输入盖板的中心位置。优选地，所述冷却液出口位于输出盖板的边沿位置。优选地，所述输出盖板与外筒之间以及输入盖板与外筒之间设有密封圈，且输出盖板与外筒之间以及输入盖板与外筒之间均通过螺杆固定连接。与现有技术比较，本专利技术将若干个径向绕制的电感单元进行蛇形串联构成了液体冷却高电压大功率电感，有效提高了电感的品质因数，并通过在相邻电感单元之间设置第一绝缘隔板和第二绝缘隔板，从而保证了电感单元之间的绝缘耐压性能，同时冷却液体沿着电感的蛇形串联流动在外筒内对电感单元进行有效冷却，大大延长了电感的运行时间，具有电感量大、工作稳定、结构紧凑、耗损低和运行时间长的特点；而且本专利技术中当所述电感单元为多个圆饼电感并联时，通过设置在第一绝缘隔板上的圆环形凸台，可有效保证冷却液体在电感单元空间内的每一个圆饼电感表面均匀流动，从而提高了电感单元的冷却效果，延长了电感的运行时间。附图说明图1是现有技术中高电压大功率电感结构示意图，图2是本专利技术一种液体冷却高电压大功率电感的结构示意图，图3是本专利技术一种液体冷却高电压大功率电感中支撑环的结构示意图，图4是本专利技术一种液体冷却高电压大功率电感中电感单元温度随时间变化的曲线图。图中：1.螺杆，2.电感输出端，3.绝缘隔板，4.输出盖板，5.外筒，6.输入盖板，7.电感输入端，8，冷却液入口，9.电感单元，91.圆饼电感，10.支撑环，101.通孔，102，螺纹孔，11.冷却液出口，12.绝缘支撑骨架，13.绝缘输入挡板，14.绝缘输出挡板，15.绕制铜线。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。如图2、图3所示，一种液体冷却高电压大功率电感，包括输出盖板4、外筒5、输入盖板6和支撑环10，所述输出盖板4和输入盖板6分别位于外筒5的两端，且输出盖板4上设有电感输出端2以及与外筒5内部连通的冷却液出口11，输入盖板6上设有电感输入端7以及与外筒5内部连通的冷却液入口8，外筒5内部设有若干个径向绕制的电感单元9以及位于相邻电感单元9之间且交替设置的第一绝缘隔板31和第二绝缘隔板32，第一绝缘隔板31外径略小于外筒5内径，第二绝缘隔板32外径与外筒5内径相同，且第二绝缘隔板32靠近轴线外沿处设有用于冷却液穿过第二绝缘隔板32的通液槽，若相邻电感单元9之间通过靠近外筒5的部分串联，则相邻电感单元9之间通过绝缘螺杆固定支撑环10进行固定连接；若相邻电感单元9之间通过靠近支撑环10的部分串联，则相邻电感单元9之间通过金属螺杆固定支撑环10进行固定连接，电感输入端7与电感单元9以及电感输出端2与电感单元9之间均通过靠近外筒5的部分或靠近支撑环10的部分进行连接。本实施例中，电感输入端7与电感单元9之间通过靠近支撑环10的部分进行连接，电感输出端2与电感单元9之间通过靠近外筒5的部分进行连接，第一绝缘隔板31设于第一个电感单元9与第二个电感单元9之间，第二绝缘隔板32设于第二个电感单元9与第三个电感单元9之间，第一个电感单元9与第二个电感单元9之间通过靠近外筒5的部分串联，第二个电感单元9与第三个电感单元9之间通过靠近支撑环10的部分串联，则径向绕制的电感单元9蛇形串联构成了所述液体冷却高电压大功率电感，有效提高了电感的品质因数；同时通过在相邻电感单元9之间设置第一绝缘隔板31和第二绝缘隔板32，保证了相邻电感单元9之间的绝缘耐压性能，而且通过在靠近第二绝缘隔板32轴线外沿处设置用于冷却液穿过第二绝缘隔板32的通液槽，可有效保证冷却液体通过冷却液入口8进入外筒5内对电感单元9内部的圆饼电感91进行有效冷却，从而大大延长了电感的运行时间，具有电感量大、工作稳定、结构紧凑、耗损低和运行时间长的特点。在其他实施例中，电感输入端7与电感单元9之间可以通过靠近外筒5的部分进行连接，电感输出端2与电感单元9之间也可以通过靠近支撑环10的部分进行连接，第二绝缘隔板32可设于第一个电感单元9与第二个电感单元9之间，第一绝缘隔板31可设于第二个电感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体冷却高电压大功率电感，其特征在于，包括输出盖板(4)、外筒(5)、输入盖板(6)和支撑环(10)，所述输出盖板(4)和输入盖板(6)分别位于外筒(5)的两端，且输出盖板(4)上设有电感输出端(2)以及与外筒(5)内部连通的冷却液出口(11)，输入盖板(6)上设有电感输入端(7)以及与外筒(5)内部连通的冷却液入口(8)，外筒(5)内部设有若干个径向绕制的电感单元(9)以及位于相邻电感单元(9)之间且交替设置的第一绝缘隔板(31)和第二绝缘隔板(32)，第一绝缘隔板(31)外径略小于外筒(5)内径，第二绝缘隔板(32)外径与外筒(5)内径相同，且第二绝缘隔板(32)靠近轴线外沿处设有用于冷却液穿过第二绝缘隔板(32)的通液槽，若相邻电感单元(9)之间通过靠近外筒(5)的部分串联，则相邻电感单元(9)之间通过绝缘螺杆固定支撑环(10)进行固定连接；若相邻电感单元(9)之间通过靠近支撑环(10)的部分串联，则相邻电感单元(9)之间通过金属螺杆固定支撑环(10)进行固定连接，电感输入端(7)与电感单元(9)之间以及电感输出端(2)与电感单元(9)之间均通过靠近外筒(5)的部分或靠近支撑环(10)的部分进行连接。...

【技术特征摘要】
1.一种液体冷却高电压大功率电感，其特征在于，包括输出盖板(4)、外筒(5)、输入盖板(6)和支撑环(10)，所述输出盖板(4)和输入盖板(6)分别位于外筒(5)的两端，且输出盖板(4)上设有电感输出端(2)以及与外筒(5)内部连通的冷却液出口(11)，输入盖板(6)上设有电感输入端(7)以及与外筒(5)内部连通的冷却液入口(8)，外筒(5)内部设有若干个径向绕制的电感单元(9)以及位于相邻电感单元(9)之间且交替设置的第一绝缘隔板(31)和第二绝缘隔板(32)，第一绝缘隔板(31)外径略小于外筒(5)内径，第二绝缘隔板(32)外径与外筒(5)内径相同，且第二绝缘隔板(32)靠近轴线外沿处设有用于冷却液穿过第二绝缘隔板(32)的通液槽，若相邻电感单元(9)之间通过靠近外筒(5)的部分串联，则相邻电感单元(9)之间通过绝缘螺杆固定支撑环(10)进行固定连接；若相邻电感单元(9)之间通过靠近支撑环(10)的部分串联，则相邻电感单元(9)之间通过金属螺杆固定支撑环(10)进行固定连接，电感输入端(7)与电感单元(9)之间以及电感输出端(2)与电感单元(9)之间均通过靠近外筒(5)的部分或靠近支撑环(10)的部分进行连接。2.如权利要求1所述的液体冷却高电压大功率电感，其特征在于，所述支撑环(10)为金属件，支撑环(10)上均匀布置有若干个通孔(101)和若干螺纹孔(102)，所述通...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷毅，王弘刚，李志强，洪志强，
申请(专利权)人：湖南华成迈创电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43