蒸发冷却高频变压器制造技术

本发明专利技术公开了一种蒸发冷却高频变压器，包括由磁芯、初级绕组和次级绕组构成的变压器本体，变压器本体放置在冷却液箱体中，冷却液箱体内填充冷却工质，冷却液箱体和冷凝器的入口之间设有排气管，冷凝器的出口和冷却液箱体之间设有回流管。本发明专利技术采用蒸发冷却的原理，利用冷却工质相变吸热对磁芯和绕组进行降温，同时利用冷却工质较好的绝缘特性保证高频变压器的绝缘设计，自循环的换热工作模式减少了维护成本。该高频变压器结构散热性能高效、电气绝缘良好、维护成本低廉，确保电力电子变压器的稳定运行，具有切实可行的实用价值和广泛的应用场景。应用场景。应用场景。

【技术实现步骤摘要】
蒸发冷却高频变压器


[0001]本专利技术涉及柔性直流输电领域，尤其涉及一种蒸发冷却高频变压器。

技术介绍

[0002]随着新能源电力系统和能源互联网的发展，可再生能源和分布式能源的转换、传输和并网成为智能电网发展的迫切需求。作为“能量路由器”的电力电子变压器发挥着电压变换、电气隔离、功率传输与控制、能量双向流动等关键作用。作为电力电子变压器核心器件的高频变压器收到了广泛的研究和关注。相较于工频，高频工作条件下的磁芯和绕组损耗显著增加，导致发热严重、局部温升过高从而造成绝缘失效，影响变压器持续稳定工作。因此需要开发一种适用于高频工作条件、具备良好散热性能的变压器结构。当前高频变压器结构大多采用环氧树脂浇注一体成型的工艺将磁芯和绕组浇注在一起，这种方式保证了固态绝缘却忽视了环氧树脂导热系数过低从而导致内部磁芯和绕组温升过高的问题。而对绕组和磁芯分开浇注的结构也存在内部热量不容易排出来的问题。基于水冷方式的高频变压器的绕组采用铜管绕制，铜管走电而内部走水带走的热量的结构虽然能大幅降低绕组的温升，但引入外部水冷系统极大的增加了体积和维护成本。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术目的是提供一种蒸发冷却高频变压器，利用冷却工质相变吸热，高效冷却磁芯和绕组，实现高频变压器换热系统的自循环，提高散热性能，降低维护成本。
[0004]技术方案：本专利技术提供一种蒸发冷却高频变压器，包括由磁芯、初级绕组和次级绕组构成的变压器本体，变压器本体放置在冷却液箱体中，冷却液箱体内填充冷却工质，冷却液箱体和冷凝器的入口之间设有排气管，冷凝器的出口和冷却液箱体之间设有回流管。
[0005]进一步地，冷凝器包括用于冷却的冷凝管、用于加快散热的薄鳍片和风扇，冷凝管穿过若干间隔排列的薄鳍片，风扇固定设置在薄鳍片上，风扇高速转动带走冷凝管和薄鳍片的热量，从而来冷却冷凝管内部的蒸汽，使蒸汽液化。
[0006]进一步地，冷凝管和薄鳍片在结合处焊接成一体。
[0007]进一步地，冷凝管为重复的S弯迂回结构，充分延长了蒸汽流通的路径，有利于蒸汽的冷却液化。
[0008]进一步地，冷凝管的入口处设有用于稳定蒸汽流速和蒸汽压力的滤筛。
[0009]进一步地，变压器本体中的磁芯、初级绕组和次级绕组均采用矩形结构，能容纳更多的匝数和绕制线径更粗的导线，适用于大功率电力电子变压器使用，使得变压器整体结构相对规整，方便后续安装且能降低冷却箱体体积。
[0010]进一步地，冷却液箱体包括上盖板和下壳体，上盖板密封地盖合在下壳体上，上盖板设有排气口用于密封连接排气管，下壳体侧面底部设有回流口用于密封连接回流管。
[0011]进一步地，冷却液箱体还包括固定支架和电缆固定接头，固定支架设在上盖板边缘处用于冷凝器的固定，电缆固定接头采用防水密封接头，变压器本体的电缆和温度传感
器的引出线通过电缆固定接头引到箱体外面。
[0012]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著的优点：本专利技术采用蒸发冷却的原理，利用冷却工质相变吸热对磁芯和绕组进行降温，同时利用冷却工质较好的绝缘特性保证高频变压器的绝缘设计，自循环的换热工作模式有效降低维护成本。该高频变压器结构散热性能高效、电气绝缘良好、维护成本低廉，有利于电力电子变压器的稳定运行。
附图说明
[0013]图1本专利技术的高频变压器整体结构示意图；
[0014]图2本专利技术的变压器本体示意图；
[0015]图3本专利技术的冷却液箱体示意图；
[0016]图4本专利技术的冷凝器示意图；
[0017]图5本专利技术的冷凝管示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0019]本专利技术高频变压器整体结构示意图，如图1所示。整体结构由变压器本体010、冷却液箱体020、冷凝器030、排气管040和回流管050组成。变压器本体010置于冷却液箱体020中，周围填充冷却工质060。排气管040入口和冷却液箱体020顶部连通，排气管出口040和冷凝器030入口连通，冷凝器030出口和回流管050入口连通，回流管050出口和冷却液箱体020底部连通。
[0020]本专利技术变压器本体示意图，如图2所示。变压器本体中的磁芯、初级绕组013和次级绕组012均采用矩形结构，能容纳更多的匝数和绕制线径更粗的导线，适用于大功率电力电子变压器使用，使得变压器整体结构相对规整，方便后续安装且能降低冷却箱体体积。初级绕组013和次级绕组012均采用多束利兹线绑成一股缠绕在磁芯011上。初级绕组013在磁芯011左侧绕完之后接着在右侧继续缠绕。次级绕组012在磁芯011左侧和右侧各绕制一个。
[0021]本专利技术冷却液箱体示意图，如图3所示。下壳体021和上盖板022采用螺钉紧固，二者结合面处有橡胶圈来密封。固定支架024下端焊接在上盖板022上，下壳体021内部填充冷却工质060，电缆固定接头023为防水密封接头，通过自身螺纹固定在下壳体上。变压器内部线缆和温度传感器线缆通过电缆固定接头023连接到箱体外。上盖板022和排气管040之间采用法兰和密封圈进行紧固密封，回流管050与下壳体021之间采用法兰和密封圈进行紧固密封。
[0022]本专利技术冷凝器示意图，如图4所示。冷凝管033穿过薄鳍片032，二者在结合处焊接成一体。冷凝管033头部均设有滤筛，用来稳定蒸汽流速和蒸汽压力。风扇031采用螺钉固定在薄鳍片032上，风扇031高速转动带走冷凝管033和薄鳍片032的热量，从而来冷却冷凝管033内部的蒸汽，使蒸汽液化。冷凝管033入口和排气管040出口采用卡箍卡紧，冷凝管033出口和回流管050入口采用卡箍卡紧。冷凝器030既可以由固定支架024固定在上盖板022上，也可以作为一个单独元件固定在远离箱体020的地方，这样使得冷凝管030配置起来灵活方便。
[0023]本专利技术冷凝管示意图，如图5所示。冷凝管033采用大量S弯迂回结构，充分延长了
蒸汽流通的路径，有利于蒸汽的冷却液化。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蒸发冷却高频变压器，其特征在于，包括由磁芯、初级绕组和次级绕组构成的变压器本体(010)，所述变压器本体(010)放置在冷却液箱体(020)中，所述冷却液箱体(020)内填充冷却工质(060)，所述冷却液箱体(020)和冷凝器(030)的入口之间设有排气管(040)，所述冷凝器(030)的出口和冷却液箱体(020)之间设有回流管(050)。2.根据权利要求1所述的一种蒸发冷却高频变压器，其特征在于，所述冷凝器包括用于冷却的冷凝管(033)、用于加快散热的薄鳍片(032)和风扇(031)，所述冷凝管(033)穿过若干间隔排列的所述薄鳍片(032)，所述风扇(031)固定设置在薄鳍片(032)上。3.根据权利要求2所述的一种蒸发冷却高频变压器，其特征在于，所述冷凝管(033)和薄鳍片(032)在结合处焊接成一体。4.根据权利要求2所述的一种蒸发冷却高频变压器，其特征在于，所述冷凝管(033)为重复的S弯迂回结构。5.根据权利要求2所述的一种蒸发冷却高频变压器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊杰，于海波，骆仁松，张茂强，
申请(专利权)人：南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：