[发明专利]三相高频变压器

说明书

本发明涉及一种三相高频变压器。其目的是提供一种三相高频变压器，能够实现三相磁阻平衡，使得其铁心柱可以使用铁氧体材料作为磁芯，且结构简单。一种三相高频变压器，包括：一个上主铁轭、一个下主铁轭和三个铁心柱，每个铁心柱上均绕有一个初级线圈和一个次级线圈；上主铁轭的两端连接至两侧的两个铁心柱，下主铁轭的两端连接至两侧的两个铁心柱，中间的铁心柱的上下两端分别与上主铁轭的中部和下主铁轭的中部连接；在上主铁轭的上方设有一个上副铁轭，上副铁轭的两端连接至两侧的两个铁芯柱，上副铁轭和上主铁轭之间设有间隙；在下主铁轭的下方设有一个下副铁轭，下副铁轭的两端连接至两侧的两个铁芯柱，下副铁轭和下主铁轭之间设有间隙。

技术领域

本发明涉及电力电子设备，具体来说，是涉及一种三相高频变压器。

背景技术

随着电力电子技术的发展，以及高频大功率电力电子器件的应用，电力电子设备频率越来越高，容量不断增大，因此需要高频大功率变压器与之相适应。最近，随着大功率高频开关器件和磁芯的出现，为高频大功率变压器的制造创造了条件。

以前大容量的变压器，工作频率为50Hz或60Hz，称为工频变压器。当电力电子系统变压器的工作频率为几十或几百千赫时，相对于工频变压器来说，可称之为高频变压器。与高频变压器相比，工频变压器的体积非常大。同等功率的变压器，高频变压器比工频变压器的体积要小很多。并且随着频率的提高，其体积会进一步变小。因为频率提高了，所需线圈匝数变少，磁芯截面积变小，因而变压器体积会变小。

现有技术中的高频变压器(频率为几十、几百千赫或更高)，通常都是做成单相变压器。随着模块化多电平变换电路的出现，可以将高频变压器也做成三相变压器。这样可以进一步缩小变压器体积，使其占用空间更小，制造成本也进一步降低。

高频变压器磁芯一般选用高频损耗小的铁氧体，相对于硅钢等高导磁材料来说，采用铁氧体的磁芯的磁阻相对较大。如果沿用传统的三相变压器磁芯结构，则三相回路磁阻差别较大，无法解决三相磁阻不平衡的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种三相高频变压器，能够实现三相磁阻平衡，使得其铁心柱可以使用铁氧体材料作为磁芯，且结构简单。

本发明的目的是这样实现的：

一种三相高频变压器，包括：一个上主铁轭、一个下主铁轭和三个铁心柱，每个铁心柱上均绕有一个初级线圈和一个次级线圈；所述上主铁轭的两端分别连接至设置在两侧的两个铁心柱的上部，所述下主铁轭的两端分别连接至所述设置在两侧的两个铁心柱的下部，设置在中间的铁心柱的上下两端分别与上主铁轭的中部和下主铁轭的中部连接；在所述上主铁轭的上方设有一个上副铁轭，所述上副铁轭的两端连接至所述设置在两侧的两个铁芯柱的上部，所述上副铁轭和上主铁轭之间设有间隙；在所述下主铁轭的下方设有一个下副铁轭，所述下副铁轭的两端连接至所述设置在两侧的两个铁芯柱的下部，所述下副铁轭和下主铁轭之间设有间隙。

当所述设置在两侧的两个铁心柱之间形成磁通回路时，所述设置在两侧的两个铁心柱与所述上主铁轭和下主铁轭形成磁通主回路，同时所述设置在两侧的两个铁心柱与所述上副铁轭和下副铁轭形成磁通辅回路。

当所述设置在中间的铁心柱与所述设置在两侧的两个铁心柱的一个铁心柱形成磁通通路时，由于主、副铁轭之间有间隙，铁心柱与所述上副铁轭和下副铁轭之间不形成磁通通路；当所述设置在中间的铁心柱与所述设置在两侧的两个铁心柱的分别形成磁通通路时，铁心柱与所述上副铁轭和下副铁轭之间不形成磁通通路。

其中，在设计上，为了加工的方便，通常将所述上副铁轭和上主铁轭之间的间隙距离设计成5-10mm，将所述下副铁轭和下主铁轭之间的间隙距离设计成5-10mm。

其中，所述上主铁轭、下主铁轭、上副铁轭、下副铁轭是硅钢铁轭、非晶/纳米晶铁轭或铁氧体磁粉铁轭；所述三个铁心柱是硅钢铁心柱、非晶/纳米晶铁心柱或铁氧体磁粉铁心柱。