[发明专利]低杂散损耗变压器及其组装方法

说明书

技术领域

本申请大体上涉及变压器，并且更具体而言，涉及一种变压器组件，其设计成使杂散损耗最小化。

背景技术

变压器为在配电、传输和控制系统中使用的常见电气构件，以将输入电压转变成期望的输出电压。常规变压器的效率由如下能量损耗限制，该能量损耗与变压器绕组中的焦耳加热、芯损耗(诸如芯中的滞后和涡流损耗)和杂散损耗(stray loss)相关联。杂散损耗由变压器芯的磁通量泄漏引起，且引起变压器组件内的传导材料中的涡流。这些涡流最终通过电阻性热生成来消散，这通常可有助于变压器的过热和失效。此外，在将电压供应至非线性负载(诸如电子设备)的变压器中，杂散损耗(和所得的涡流)通常显著地放大。常规变压器不设计成使此类杂散损耗最小化。

发明内容

在一个方面中，提供了一种变压器。变压器包括磁芯、第一绕组组件和第二绕组组件。磁芯包括多个柱(leg)，包括第一绕线柱。第一绕组组件包括围绕第一绕线柱螺线地卷绕第一匝数的第一传导导管。第一绕组组件具有第一磁性长度。第二绕组组件包括围绕多个柱中的一个卷绕第二匝数的第二传导导管。第二绕组组件电感地耦合于第一绕组组件，且具有大致等于所述第一磁性长度的第二磁性长度。

在另一个方面中，提供了一种变压器。变压器包括磁芯、第一绕组组件和第二绕组组件。磁芯包括绕线柱。第一绕组组件包括多个第一层，且电感地耦合于磁芯。第二绕组组件电感地耦合于第一绕组组件。第二绕组组件包括多个第二层。第一和第二绕组组件以交错构造围绕绕线柱同心地卷绕，使得各个第二层设置在至少两个相邻的第一层之间。

在又一个方面中，描述了一种组装变压器的方法。该方法包括提供包括多个柱的磁芯，多个柱包括第一绕线柱；提供包括第一传导导管的第一绕组组件；提供包括第二传导导管的第二绕组组件；通过使第一传导导管围绕第一绕线柱螺线地卷绕第一匝数来将第一绕组组件电感地耦合于磁芯，使得第一绕组组件具有第一磁性长度；和通过使第二传导导管围绕多个柱中的一个柱卷绕第二匝数来将第二绕组组件电感地耦合于第一绕组组件，使得第二绕组组件具有大致等于第一磁性长度的第二磁性长度。

在又一个方面中，描述了一种组装变压器的方法。该方法包括提供包括绕线柱的磁芯，提供包括多个第一层的第一绕组组件、提供包括多个第二层的第二绕组组件，并且以交错构造围绕磁芯的绕线柱同心地卷绕第一和第二绕组组件，使得各个第二层设置在至少两个相邻的第一层之间。

一种变压器，包括：磁芯，其包括多个柱，多个柱包括第一绕线柱；第一绕组组件，其包括围绕第一绕线柱螺线地卷绕第一匝数的第一传导导管，第一绕组组件具有第一磁性长度；和第二绕组组件，其电感地耦合于第一绕组组件，第二绕组组件包括围绕多个柱中的一个卷绕第二匝数的第二传导导管，第二绕组组件具有大致等于第一磁性长度的第二磁性长度。

优选地，第二绕组组件围绕第一绕线柱和第一绕组组件卷绕。

优选地，第二传导导管围绕多个柱中的一个螺线地卷绕。

优选地，第一绕组组件具有第一轴向长度，第二绕组组件具有第二轴向长度，该第二轴向长度大致等于

其中L_A为第一绕组组件的轴向长度，N_A为第一匝数，且N_B为第二匝数。

优选地，第二传导导管为盘型绕组组件。

优选地，第二绕组组件具有第一轴向长度，第一绕组组件具有第二轴向长度，该第二轴向长度大致等于

其中L_B为第二绕组组件的轴向长度，且N_A为第一匝数。

一种变压器，包括：磁芯，其包括绕线柱；第一绕组组件，其包括多个第一层，第一绕组组件电感地耦合于磁芯；和第二绕组组件，其电感地耦合于第一绕组组件，第二绕组组件包括多个第二层，其中第一和第二绕组组件以交错构造围绕绕线柱同心地卷绕，其中，各个第二层设置在至少两个相邻的第一层之间。

优选地，第一层中的各个包括围绕绕线柱螺线地卷绕的至少一个第一传导导管，且第二层中的各个包括围绕绕线柱螺线地卷绕的至少一个第二传导导管。

优选地，第一和第二层中的各个由至少一个绝缘层分开。

优选地，第一和第二绕组组件与绕线柱的纵轴线同轴地对准。

优选地，多个第二层以成对的相邻第二层来进行卷绕，其中，没有第一层设置在形成一对的相邻第二层之间，且其中，至少两个第一层设置在相邻的成对第二层之间。