一种内嵌陶瓷热管的大容量高频变压器散热系统技术方案

本发明专利技术公开了一种内嵌陶瓷热管的大容量高频变压器散热系统，其特征在于：包括外套筒、原边骨架、副边骨架、磁芯、散热管和散热器，外套筒一侧设有第一端盖，另一侧设有第二端盖，原边骨架为空心圆柱体结构且设在外套筒内，原边骨架上设有原边绕组，副边骨架为空心圆柱体结构且设在原边骨架内，副边骨架上设有副边绕组，副边骨架内设有磁芯，散热管为椭圆形结构，散热管内设有散热液，散热管卡设在原边骨架和副边骨架上，散热管的一端设有散热器。本发明专利技术的目的是提供一种内嵌陶瓷热管的大容量高频变压器散热系统，大大提高变压器的绝缘和散热能力。能力。能力。

【技术实现步骤摘要】
一种内嵌陶瓷热管的大容量高频变压器散热系统


[0001]本专利技术涉及大容量高频变压器
，具体涉及一种内嵌陶瓷热管的大容量高频变压器散热系统。

技术介绍

[0002]大容量高频变压器作为电力电子变压器的核心器件，其性能的好坏直接影响着整个交直流配电网系统的正常工作。高频变压器的损耗有两种，一种是磁芯损耗，指磁性材料中由交变或脉动磁场而引起的功率损耗，以热的形式存在；而另一种是绕组损耗，指由于线圈绕组欧姆电阻的存在，电流经过线圈绕组时产生的铜损，同样是以热的形式存在，与传统的直流电阻不同，受临近效应和集肤效应的影响，高频变压器的交流绕组损耗更加显著，并且随着变压器工作频率和容量的提高，高频变压器的损耗愈加严重。而传统的高频变压器骨架材料常用塑胶(电胶木)或塑料(尼龙)(导热系数仅为0.2～1W/(m
·
K))，这些材料仅能保证高低压绕组间以及磁芯与绕组间的电气绝缘，骨架本身并不能传导热量，这就致使内部绕组与磁芯产生的大量热量不断积累，致使内部温度过高，造成绝缘失效，进而使装置崩溃。
[0003]另一方面，高频变压器的高工作频率使得其体积大大减小，提高了变压器功率密度的同时又加剧了绝缘设计的难度。高频变压器的绝缘特性主要受爬电距离与骨架材料的耐压能力影响。爬电距离可通过结构设计优化，传统绝缘骨架材料耐压能力低，只能通过增加绝缘骨架厚度来提高变压器的耐压等级，而这又降低了高频变压器的功率密度，与此同时，较厚的绝缘材料大大降低了导热性能，使进一步增大变压器容量变得越发困难。
专利技术内容
[0004]根据现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种内嵌陶瓷热管的大容量高频变压器散热系统，大大提高了变压器的绝缘和散热能力。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种内嵌陶瓷热管的大容量高频变压器散热系统，包括外套筒、原边骨架、副边骨架、磁芯、散热管和散热器，所述外套筒一侧设有第一端盖，另一侧设有第二端盖，所述原边骨架为空心圆柱体结构且设在所述外套筒内，所述原边骨架上设有原边绕组，所述副边骨架为空心圆柱体结构且设在所述原边骨架内，所述副边骨架上设有副边绕组，所述副边骨架内设有磁芯，所述散热管为椭圆形结构，所述散热管内设有散热液，所述散热管包括第一管道、第二管道、冷凝管和受热管，所述第一管道或所述第二管道卡设在所述副边骨架或所述原边骨架上，所述第一管道和所述第二管道均穿设所述第一端盖，所述冷凝管固定在所述第一管道和所述第二管道上且设在所述散热器上，所述受热管固定所述第一管道和所述第二管道上且设在所述外套筒内。
[0007]进一步地，所述第一管道、第二管道、冷凝管和受热管均包括管壳、毛细吸液芯和散热液，所述管壳内抽真空或负压后放入毛细吸液芯并充入散热液。
[0008]进一步地，所述管壳、所述原边骨架和所述副边骨架均为高导热高绝缘的陶瓷材料制成。
[0009]进一步地，所述高导热高绝缘的陶瓷材料为氮化铝、氧化铝或二氧化硅。
[0010]进一步地，所述散热液为高纯水或汞。
[0011]进一步地，所述内嵌陶瓷热管的大容量高频变压器散热系统包括多个副边骨架，多个所述副边骨架自外向内依次设在所述原边骨架中。
[0012]进一步地，相邻所述原边骨架和所述副边骨架间采用高导热绝缘胶灌封，相邻所述原边骨架和所述外套筒间采用高导热绝缘胶灌封。
[0013]进一步地，所述第一端盖和所述第二端盖上均设有多个同心设置的环形凹槽，所述外套筒、所述原边骨架和所述副边骨架的两端分别卡设在所述第一端盖和所述第二端盖上的环形凹槽上。
[0014]进一步地，所述第一端盖和所述第二端盖中部均设有圆形凹槽，所述磁芯的两端分别穿设所述第一端盖和所述第二端盖中部的圆形凹槽。
[0015]进一步地，所述磁芯为UY型磁芯，两个所述UY型磁芯相对设置。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
[0017]1.本专利技术所述的一种内嵌陶瓷热管的大容量高频变压器散热系统，用于大容量高频变压器，通过原边骨架和副边骨架与结散热管合，将高频变压器内部的热量传递到外部与散热器接触，将热量散发掉，大大提高了系统的散热能力，改善系统的热稳定性。
[0018]2.本专利技术所述的一种内嵌陶瓷热管的大容量高频变压器散热系统，产品小型化、高频化、模块化设计且结构简单紧凑。
附图说明
[0019]图1为本专利技术一个实施例磁芯的结构示意图。
[0020]图2为本专利技术一个实施例高频变压器整体结构示意图。
[0021]图3为本专利技术一个实施例陶瓷热管结构示意图。
[0022]图4为本专利技术一个实施例原副边骨架及外套筒结构示意图。
[0023]图5为本专利技术一个实施例高频变压器的纵切面示意图。
[0024]图6为本专利技术一个实施例高频变压器的横切面示意图。
[0025]图7为本专利技术一个实施例高频变压器的散热路径示意图
[0026]图8为本专利技术一个实施例陶瓷热管在原边骨架排布示意图。
[0027]图9为本专利技术一个实施例第一端盖结构示意图。
[0028]图10为本专利技术一个实施例第二端盖结构示意图。
[0029]图11为本专利技术另一个实施例高频变压器的横切面示意图。
[0030]其中：1、外套筒；2、原边骨架；3、副边骨架；4、磁芯；5、散热管；51、第一管道；52、第二管道；53、冷凝管；54、受热管；55、毛细吸液芯；56、散热液；6、散热器；61、散热板；62、散热片；7、第一端盖；8、第二端盖；9、原边绕组；10、副边绕组；11、绝缘胶；12、出线孔；13、热管穿孔。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0032]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0033]一种内嵌陶瓷热管的大容量高频变压器散热系统，如图1
‑
图10所示，包括外套筒1、原边骨架2、副边骨架3、磁芯、散热管5和散热器6，外套筒1一侧设有第一端盖7，另一侧设有第二端盖8，原边骨架2为空心圆柱体结构且设在外套筒1内，原边骨架2上设有原边绕组9，副边骨架3为空心圆柱体结构且设在原边骨架2内，副边骨架3与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内嵌陶瓷热管的大容量高频变压器散热系统，其特征在于：包括外套筒、原边骨架、副边骨架、磁芯、散热管和散热器，所述外套筒一侧设有第一端盖，另一侧设有第二端盖，所述原边骨架为空心圆柱体结构且设在所述外套筒内，所述原边骨架上设有原边绕组，所述副边骨架为空心圆柱体结构且设在所述原边骨架内，所述副边骨架上设有副边绕组，所述副边骨架内设有磁芯，所述散热管为椭圆形结构，所述散热管内设有散热液，所述散热管包括第一管道、第二管道、冷凝管和受热管，所述第一管道或所述第二管道卡设在所述副边骨架或所述原边骨架上，所述第一管道和所述第二管道均穿设所述第一端盖，所述冷凝管固定在所述第一管道和所述第二管道上且设在所述散热器上，所述受热管固定所述第一管道和所述第二管道上且设在所述外套筒内。2.根据权利要求1所述的内嵌陶瓷热管的大容量高频变压器散热系统，其特征在于：所述第一管道、第二管道、冷凝管和受热管均包括管壳、毛细吸液芯和散热液，所述管壳内抽真空或负压后放入毛细吸液芯并充入散热液。3.根据权利要求2所述的内嵌陶瓷热管的大容量高频变压器散热系统，其特征在于：所述管壳、所述原边骨架和所述副边骨架均为高导热高绝缘的陶瓷材料制成。4.根据权利要求3所述的内嵌陶瓷热管的大容量高频变压器散热系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫金武，陈佳洛，曾繁豪，潘尚智，查晓明，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：