一种铁芯的漏磁屏蔽装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种铁芯的漏磁屏蔽装置及方法，其中，所述装置包括屏蔽层，所述屏蔽层布置在变压器的铁芯和/或冷水板上，用于减小铁芯和/或冷水板上产生的涡流损耗。本发明专利技术能有效减小扩散磁通在铁芯上的额外涡流损耗。减小扩散磁通在铁芯上的额外涡流损耗。减小扩散磁通在铁芯上的额外涡流损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种铁芯的漏磁屏蔽装置及方法


[0001]本专利技术属于变压器
，特别涉及一种铁芯的漏磁屏蔽装置及方法。

技术介绍

[0002]变压器，是一种利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，且由变压器的工作原理可知：如图1所示的，当变压器的铁芯中存在气隙时，原边集中流通在铁芯内部的磁通会穿过空气间隙。磁通穿过空气间隙时，由于间隙处的磁导率与外界空气的磁导率是一致的，对磁通的约束已经不复存在了，为此磁通不会仅仅集中在气隙区域，会扩散出气隙，这部分扩散的气隙称为气隙扩散磁通。
[0003]当扩散的磁通到达变压器的绕组时，会在绕组上产生涡流损耗，绕组损耗骤升，同时当扩散磁通到达变压器的其他结构件上时，也会在这些结构件上产生涡流损耗，温升增大，加剧结构件的老化。为此减小气隙扩散磁通的大小及扩散范围是必要且迫切的。
[0004]因此，需要设计一种铁芯的漏磁屏蔽装置及方法，以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提出了一种铁芯的漏磁屏蔽装置，其中，所述装置包括屏蔽层，所述屏蔽层布置在变压器的铁芯和/或冷水板上，用于减小铁芯和/或冷水板上产生的涡流损耗。
[0006]进一步地，所述屏蔽层由良导体材料制成。
[0007]进一步地，所述良导体材料为铜箔。
[0008]进一步地，所述屏蔽层的厚度大于铜箔的趋肤深度。
[0009]进一步地，所述屏蔽层采用以下任意一种方式布置在铁芯叠层方向的面上：1)屏蔽层全覆盖于铁芯叠层方向的面上；2）屏蔽层的气隙长度等于铁芯的气隙的长度；3）屏蔽层的气隙长度大于铁芯的气隙长度；4）屏蔽层的气隙长度小于铁芯的气隙长度。
[0010]进一步地，所述屏蔽层布置在冷水板的厚度方向的面上。
[0011]进一步地，所述铁芯为附加铁芯，其中，所述附加铁芯设于变压器的原边绕组和副边绕组之间，所述附加铁芯与原边绕组耦合，与副边绕组不耦合；所述副边绕组绕制在变压器的主铁芯的外周围；所述附加铁芯设于主铁芯的一侧，且所述原边绕组绕制在附加铁芯和副边绕组的外周围。
[0012]进一步地，所述主铁芯和/或附加铁芯上布置屏蔽层。
[0013]进一步地，所述附加铁芯上分布有多个气隙。
[0014]另一方面，本专利技术还提供一种铁芯的漏磁屏蔽方法，其中，所述方法包括：
在变压器的铁芯和/或冷水板上布置屏蔽层，以减小铁芯和/或冷水板上产生的涡流损耗。
[0015]进一步地，所述屏蔽层采用以下任意一种方式布置在铁芯叠层方向的面上：1)屏蔽层全覆盖于铁芯叠层方向的面上；2）屏蔽层的气隙长度等于铁芯的气隙长度；3）屏蔽层的气隙大于铁芯的气隙长度；4）屏蔽层的气隙小于铁芯的气隙长度。
[0016]本专利技术的一种铁芯的漏磁屏蔽装置及方法，具有如下的优点：（1）通过对附加铁芯采用漏磁屏蔽的方法，能够有效减小扩散磁通在铁芯上的额外涡流损耗，降低气隙处的热点温升；（2）通过对附加铁芯采用漏磁屏蔽的方法，能够减小扩散磁通在绕组上产生的额外涡流损耗，提高了变压器的传输效率；（3）通过对附加铁芯采用漏磁屏蔽的方法，能够减小扩散磁通在冷水板上产生的额外涡流损耗。
[0017]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1示出了变压器的铁芯在51mm气隙下的磁通仿真图。
[0020]图2示出了根据本专利技术实施例铜箔屏蔽层损耗区域分布图。
[0021]图3示出了根据本专利技术实施例的屏蔽层可以采用第一种方式布置在铁芯叠层方向的面上的结构示意图。
[0022]图4示出了根据本专利技术实施例的屏蔽层可以采用第二种方式布置在铁芯叠层方向的面上的结构示意图。
[0023]图5示出了根据本专利技术实施例的屏蔽层可以采用第三种方式布置在铁芯叠层方向的面上的结构示意图。
[0024]图6示出了根据本专利技术实施例的屏蔽层可以采用第四种方式布置在铁芯叠层方向的面上的结构示意图。
[0025]图7示出了根据本专利技术实施例的屏蔽层的布置方式选取第一种方式下，一种铁芯的漏磁屏蔽装置的结构示意图。
[0026]图8示出了根据本专利技术实施例的图7的侧视图。
[0027]图9示出了根据本专利技术实施例的图7的俯视图。
[0028]图10示出了根据本专利技术实施例的将附加电感集成为变压器的漏感，从而形成大漏感集成变压器的结构示意图。
[0029]图11示出了根据本专利技术一种高频变压器的结构示意图。
[0030]图12示出了根据本专利技术一种铁芯的漏磁屏蔽方法的流程图。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]另外，在专利技术中，术语“第一”、“第二”和其它类似词语并不意在暗示任何顺序、数量和重要性，而是仅仅用于对不同的元件进行区分。
[0033]如图1所示，能够发现铁芯内部的磁力线大范围往外围扩散，同时，在没有屏蔽措施的情况下，泄露的磁通扩散出气隙并穿过超过气隙长度的路径后，由于铁芯的高磁导率，泄露磁通大部分又会回到铁芯中。但泄露磁通返回铁芯时，不是沿着铁芯截面返回，而是从铁芯侧面垂直于铁芯柱表面返回的，这样的返回泄漏磁通会在铁芯表面上产生沿着铁芯表面流动的涡流，造成额外涡流损耗，铁芯增大，温升增大，气隙处温度极高，同时，同样也会在冷水板及变压器的绕组中产生极大的涡流，导致损耗增大，变压器效率骤降。
[0034]因此，针对扩散的磁通返回的过程，基于电磁屏蔽的原理，可通过采用将磁感线抵消的方式，消除铁芯及冷水板上的气隙扩散磁通损耗，下面进行详细地描述。
[0035]本专利技术的一个实施例中，提供一种铁芯的漏磁屏蔽装置解决上述问题，其中，所述装置包括屏蔽层，所述屏蔽层布置在变压器的铁芯和/或冷水板上，用于减小铁芯和/或冷水板上产生的涡流损耗。
[0036]在本实施例中，所述屏蔽层由良导体材料制成，当铁芯上包裹一个良导体时，当变化的磁力线穿过良导体时，根据楞次定律，良导体上会产生涡流来抑制边缘磁通的扩散，进而一方面能够迫使边缘磁通回到磁芯中，另一方面消耗掉外泄的磁通，从而不产生返回和溢出的边缘磁通，相当于电磁屏蔽。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁芯的漏磁屏蔽装置，其中，所述装置包括屏蔽层，所述屏蔽层布置在变压器的铁芯和/或冷水板上，用于减小铁芯和/或冷水板上产生的涡流损耗。2.根据权利要求1所述的一种铁芯的漏磁屏蔽装置，其中，所述屏蔽层由良导体材料制成。3.根据权利要求2所述的一种铁芯的漏磁屏蔽装置，其中，所述良导体材料为铜箔。4.根据权利要求3所述的一种铁芯的漏磁屏蔽装置，其中，所述屏蔽层的厚度大于铜箔的趋肤深度。5.根据权利要求4所述的一种铁芯的漏磁屏蔽装置，其中，所述屏蔽层采用以下任意一种方式布置在铁芯叠层方向的面上：1)屏蔽层全覆盖于铁芯叠层方向的面上；2）屏蔽层的气隙长度等于铁芯的气隙的长度；3）屏蔽层的气隙长度大于铁芯的气隙长度；4）屏蔽层的气隙长度小于铁芯的气隙长度。6.根据权利要求4述的一种铁芯的漏磁屏蔽装置，其中，所述屏蔽层布置在冷水板的厚度方向的面上。7.根据权利要求3
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6任一项所述的一种铁芯的漏磁屏蔽装...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔彬，胡家亮，杨哲，赵彪，屈鲁，余占清，曾嵘，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：