[发明专利]一种整流变压器及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于中高频变压器领域，主要涉及变压器使用频率不低于2kHz的大功率整流变压器。

背景技术

目前，为了适应节约材料及节能的需要，变压器技术向高频化，低电压方向发展。但当频率提高时，变压器的输出电感限制了输出电流。当输出电压越低时，输出电流越大，前述问题就越发突出。另外，在大功率输出条件下，为提高使用效率，需要考虑变压器散热问题。目前大功率变压器可以采用水冷却或是油冷却。现有的水冷却技术是把变压器线圈做成中空的，内部通循环冷却水。为保证变压器匝间绝缘，在制作过程中需要浇注环氧树脂。水冷变压器不仅制作工艺复杂，由于环氧树脂造成的介质损耗，也限制了变压器的使用频率。油冷却变压器是将变压器铁心浸泡在油中。这种变压器需要有很好的密封，制作成本也很高，在高频率条件下，绝缘油的介质损耗同样限制了变压器的使用频率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制作工艺简单，散热效果好，变压器使用频率不低于2kHz的大功率整流变压器。

本发明的技术方案参见整流变压器组装示意图1和图9。这种整流变压器是采用常规方法确定其中变压器铁芯的工作截面积，初级线圈及次级线圈的截面积；它包括有变压器铁芯1.1、初级线圈1.2、次级线圈1.3、及与变压器次级线圈输出端相连接的整流管电路。本发明的特征在于：

所述的铁芯的工作截面的宽度与高度之比不小于5比1，不大于50比1，并且铁芯的工作截面的宽度与高度之比最佳选择为不小于10比1，不大于20比1；本发明的变压器铁心上只缠绕一层初级线圈和一匝次级线圈，变压器外部设置有冷却变压器的水冷散热器2。

所述的变压器铁芯1.1置于两个冷却变压器的水冷散热器2中间，并使变压器铁芯外表面接触每个水冷变压器外表面，变压器的次级线圈1.2分别置于两个冷却变压器的水冷散热器上。也可在在两个水冷散热器2中间、放置变压器的次级线圈1.2的位置处再设置冷却整流管的水冷散热器4，整流管安装在冷却整流管的水冷散热器4上。

所述的变压器的次级线圈输出端与整流管电路3连接方式为：变压器的次级线圈的两个输出端直接连接整流电路中的整流管；或变压器的次级线圈的一端接整流电路中的整流管，另一端接负载。

本发明所述的一种整流变压器使用时，可根据现场负载对变压器输出电压或输出电流的使用要求，采用多个变压器组合使用。

所述的多个变压器组合使用时的连接方式为：当单个变压器输出电流低于负载要求时，将多个整流变压器初级线圈串联后与交流电连接，整流变压器输出端并联后与负载连接，或者次级线圈并联后与整流电路连接；当单个变压器输出电压低于负载要求时，将多个整流变压器的初级线圈串联或并联后与交流电连接，整流变压器输出端串联后与负载连接，或者次级线圈串联后与整流电路连接。

本发明的目的是通过改变变压器形状及冷却方式所达到的。由于变压器铁芯制成做成扁平状，其截面的宽度与高度之比不小于5比1，不大于50比1，以使暴露在磁路外的导线减少，降低了漏磁通。再则在变压器铁心上只缠绕一层初级线圈，使变压器铁芯长度增加，高度降低，降低了导线引起的分布电感；同时在变压器铁心上只缠绕一匝次级线圈，并包围初级线圈缠绕，降低了变压器漏感；除由于铁心长度增加，这匝次级线圈的宽度亦随铁心长度增加而变宽外，这样设计可以降低线圈导线造成的分布电感，其原理类似于扁平传输线。

本发明为了提高冷却效率和变压器工作频率，采用水冷散热器冷却变压器，降低由变压器损耗造成的温升。水冷散热器通过与变压器紧密接触达到冷却的目的，与现有油浸变压器或水冷变压器相比，由于在变压器和散热器之间存在热阻，从理论上讲这种水冷散热器的散热效率不如前两种。但由于我们的变压器形状的特点是铁心上下表面积大，次级线圈宽度大，使得变压器与水冷散热器接触面积大，有利于降低热阻，提高散热效率。使用水冷散热器的优点是变压器仍然是干式变压器，没有现有的水冷变压器及油浸变压器的介质损耗，有利于提高频率。

综上所述，本发明与干式变压器相比，提高了散热效率。与水冷或油浸变压器相比，提高了大功率变压器的工作频率，简化了变压器的制作工艺。

附图说明

图1本发明的整流变压器组装示意图

图中：1.1变压器铁芯，1.2变压器的次级线圈；1.3变压器初级线圈；1.4次级线圈的输出母线板  2、冷却变压器的水冷散热器；

图2本发明的变压器1.1铁芯

图中：W铁芯宽度，h铁芯工作截面高度  Hw铁芯窗口高度  L铁芯长度  Lw；铁芯窗口长度  H铁芯高度；