【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种变压器。
技术介绍
1、变压器通常用作用于转换电流或电压的部件。与每个电部件一样，变压器在转换电流或电压时也具有损耗。所产生的损耗热必须充分消散，以避免部件临界温度。如果变压器必须被设计用于高压应用，则尤其如此。
技术实现思路
1、因此，本专利技术的任务是提供一种变压器，其特征在于有效消散变压器中产生的损耗热。该任务通过根据权利要求1所述的变压器来解决。有利的设计是从属权利要求的主题。
2、根据本专利技术的第一方面，提供了一种变压器。所述变压器例如可以是壳式变压器。该变压器包括磁芯结构，所述磁芯结构具有两个侧支柱和与所述侧支柱连接的中间支柱。所述变压器还包括围绕中间支柱布置的第一绕组和围绕中间支柱布置的第二绕组，所述第二绕组与第一绕组和磁芯结构相互作用以转换电流或电压。根据本专利技术的变压器在中间支柱中具有气隙，所述气隙填充有不导电且不导磁的绝缘元件，所述绝缘元件具有延伸穿过绝缘元件并设有铜镀层的多个孔，所述多个孔彼此之间没有电连接。根据本专利技术的变压器至少部分地基于以下认识：存在于中间支柱中的气隙通常是不良热导体并且因此，特别是在变压器的运行期间产生的损耗热只能被气隙不充分地消散。然而，气隙是必要的，因为它可以预防变压器过早饱和，尤其是在高电流的情况下。气隙之所以称为气隙是因为它在磁性和电性方面不活跃。在变压器中设置气隙并不罕见。然而，根据本专利技术的变压器至少部分地基于以下知识：通过气隙存在的不充分的热消散可以借助于填充气隙的不导电且不导磁的绝缘
3、在此，这些孔垂直于中间支柱中的气隙延伸或者垂直于气隙的中间平面延伸，使得垂直于中间支柱中的气隙的纵向延伸平面进行有效的热消散，所述气隙的中间平面在气隙的纵向延伸方向上延伸。
4、特别有利的是，不导电且不导磁的绝缘元件是玻璃纤维增强树脂元件。玻璃纤维增强树脂元件例如作为电路板元件的材料已知。因此，特别有利的设计规定，使用电路板作为绝缘元件，所述电路板可以是例如fr4电路板。这种电路板也可以具有上面已经描述的通孔，使得对应构造的电路板可以用作气隙中的绝缘元件。作为绝缘元件的玻璃纤维增强树脂元件还具有与其他绝缘元件(例如陶瓷元件)相比生产更简单的优点，因为玻璃纤维增强树脂元件的破损风险比陶瓷元件低。此外，玻璃纤维增强树脂元件是批量生产的产品，可以成本有利地获得这样的产品。
5、根据本专利技术的变压器的另一有利设计规定，绝缘元件中的多个孔布置成均匀的网格。在本公开的范围中，均匀的网格指的是彼此具有相同间距的孔的布置。由此确保了在绝缘元件的横截面上的均匀热消散。此外，由于通孔的网格式布置，通过绝缘元件得出的导热面得到了最佳利用。特别有利的是，所述网格是六边形网格，因为由此可以在绝缘元件中实现更高的堆积密度。
6、另一有利设计规定，绝缘元件在所述绝缘元件的上侧和/或下侧上具有与铜镀层连接的铜覆盖层。该有利的设计至少部分地基于以下知识：铜覆盖层扩大了铜套筒的导热端面。由于孔或通孔必须彼此电绝缘，因此铜覆盖层在相邻孔的区域中具有间隙或中断，所述间隙或中断阻止了相邻孔的电线路。这些中断或间隙可以例如在蚀刻工艺期间或通过绝缘元件的上侧和/或下侧上的光结构化图案来形成。由此防止了上侧和/或下侧上的连续电线路或孔彼此之间的电连接。特别有利的是，铜覆盖层在相应孔的区域中具有六边形形状。通过六边形形状，孔端面上的导热率得到最大化，因为绝缘元件的上侧和/或下侧上的导热面得到了最大化。可以说，六边形形状的铜覆盖层导致绝缘元件的上侧和/或下侧的最佳覆盖。特别有利的是，铜覆盖层具有六边形形状并且孔的网格也是六边形网格。
7、另一有利设计规定，在绝缘元件与中间支柱的形成气隙的内壁之间存在粘合剂层。该有利设计至少部分地基于以下认识：粘合剂层用作公差补偿并且还提供绝缘元件与中间支柱的形成气隙的内壁之间的平坦接触部。以这种方式在绝缘元件和中间支柱之间产生的平坦热传导导致进一步改善的热消散。粘合剂层可以例如借助于粘合剂(例如聚合物粘合剂)或者还可以借助于绝缘元件与中间支柱的内壁之间的粘合剂膜来施加。
8、另一优选设计规定，绝缘元件由多个玻璃纤维增强树脂元件组成，所述多个玻璃纤维增强树脂元件上下叠加布置并且彼此连接，优选地彼此粘合。该优选设计至少部分地基于以下认识：用作例如电路板元件的材料的玻璃纤维增强树脂元件通常具有大约0.8mm至2mm的厚度。因此，为了能够在变压器中实现更大的气隙厚度，提出将多个这样的玻璃纤维增强树脂元件上下叠加布置。为了优化玻璃纤维增强树脂元件之间的热传递，提出将玻璃纤维增强树脂元件彼此连接，特别是彼此粘合。上下叠加布置并且彼此连接的玻璃纤维增强树脂元件可以已经在相应的上侧和/或下侧上具有如上所述的通孔以及如上所述的铜覆盖层。由此，可以实现为单个玻璃纤维增强树脂元件的通常厚度的数倍的气隙厚度。
9、另一优选设计规定，孔填充有不导电的填充材料。该优选设计至少部分地基于以下认识：诸如聚合物材料的不导电的填充材料增加了孔内部的热传导。此外，不导电的填充材料可以防止绝缘元件的孔中出现气穴。此外，不导电的填充材料使得能够在绝缘元件的上侧和/或下侧上形成尽可能平坦的表面，这在使用如上所述的粘合剂层时特别有利。
10、另一优选设计规定，绝缘元件具有用于确定表征变压器的参数的传感器。这种参数可以是例如温度、气隙中的磁场强度等。由此可以监视表征变压器的参数。在此，传感器尤其还可以是光学传感器。
11、该优选设计的扩展规定，变压器具有围绕中间支柱布置的绕组架，用于容纳第一和第二绕组，并且该绕组架具有凹部，所述凹部被构造为用于连接传感器的连接路径。所述连接路径在此可以被构造为引导电导体和/或光导体，具体取决于使用哪种传感器类型。
12、另一有利设计规定，磁芯结构由两个相同的磁芯元件形成，其中气隙形成在两个磁芯元件之间的中部。该有利设计至少部分地基于以下认识：磁芯结构可以由两个几何形状相同的磁芯元件形成，并且当两个磁芯元件放在一起时自动形成布置在两个磁芯元件之间的中间气隙。借助于两个相同磁芯元件的磁芯结构的设计具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种变压器(10)，具有：
2.根据权利要求1所述的变压器(10)，其中，所述绝缘元件(44)是玻璃纤维增强树脂元件，特别是电路板。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的变压器(10)，其中，所述绝缘元件(44)中的多个孔(46)布置成均匀的网格。
4.根据权利要求3所述的变压器(10)，其中，所述网格是六边形网格。
5.根据前述权利要求中任一项所述的变压器(10)，其中，所述绝缘元件(44)在上侧(54)和/或下侧(56)上具有与所述铜镀层(50)连接的铜覆盖层(58)。
6.根据权利要求5所述的变压器(10)，其中，所述铜覆盖层(58)在相应孔(46)的区域中具有六边形形状。
7.根据前述权利要求中任一项所述的变压器(10)，其中，在所述绝缘元件(44)与所述中间支柱(18)的形成所述气隙(36)的内壁之间存在粘合剂层(60)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的变压器(10)，其中，所述绝缘元件(44)由多个上下叠加布置并且彼此连接的玻璃纤维增强树脂元件组成。
9.根据前述权
10.根据前述权利要求中任一项所述的变压器(10)，其中，所述绝缘元件(44)具有用于确定表征所述变压器(10)的参数的传感器(74)。
11.根据权利要求10所述的变压器(10)，其中，所述变压器(10)具有围绕所述中间支柱(18)布置的绕组架(38)，用于容纳所述第一绕组(40)和用于容纳所述第二绕组(42)，并且所述绕组架(38)具有凹部(72)，所述凹部被构造为用于连接所述传感器(74)的连接路径。
12.根据前述权利要求中任一项所述的变压器(10)，其中，所述磁芯结构(12)由两个相同的磁芯元件(20、22)形成，并且所述气隙(36)形成在两个磁芯元件(20、22)之间的中部。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的变压器(10)，其中，所述中间支柱(18)具有另外的气隙(76)，所述另外的气隙填充有另外的不导电且不导磁的绝缘元件(44)，另外的绝缘元件本身具有多个设有铜镀层(50)且彼此不电连接的孔(46)。
14.一种电路板的应用，所述电路板被构造为玻璃纤维增强树脂元件并且设有多个孔(46)，所述多个孔设有铜镀层(50)并且彼此不电连接，所述电路板用作形成在变压器(10)的磁芯结构(12)的中间支柱(18)中的气隙(36)中的不导电且不导磁的绝缘元件(44)。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种变压器(10)，具有：
2.根据权利要求1所述的变压器(10)，其中，所述绝缘元件(44)是玻璃纤维增强树脂元件，特别是电路板。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的变压器(10)，其中，所述绝缘元件(44)中的多个孔(46)布置成均匀的网格。
4.根据权利要求3所述的变压器(10)，其中，所述网格是六边形网格。
5.根据前述权利要求中任一项所述的变压器(10)，其中，所述绝缘元件(44)在上侧(54)和/或下侧(56)上具有与所述铜镀层(50)连接的铜覆盖层(58)。
6.根据权利要求5所述的变压器(10)，其中，所述铜覆盖层(58)在相应孔(46)的区域中具有六边形形状。
7.根据前述权利要求中任一项所述的变压器(10)，其中，在所述绝缘元件(44)与所述中间支柱(18)的形成所述气隙(36)的内壁之间存在粘合剂层(60)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的变压器(10)，其中，所述绝缘元件(44)由多个上下叠加布置并且彼此连接的玻璃纤维增强树脂元件组成。
9.根据前述权利要求中任一项所述的变压器(10)，其中，所述孔(46)填充有不导电的填充材料(52)。
10.根据前述权利要求...
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