[发明专利]一种三绕组自藕变压器及其制造方法

摘要

本发明公开了一种三绕组自藕变压器及其制造方法，该三绕组自藕变压器包括骨架、绕组、磁芯、屏蔽罩、封装材料，本发明采用了带1140环氧聚酯绝缘漆的碳纤维线，与日字形磁芯匹配的氮化铝基陶瓷骨架，特定的热硫化型硅橡胶绝缘材料，特殊的传热绝缘陶瓷颗粒，最优的绕组电压分配方案；绝缘区域的平均体积电阻率不低于1×10¹²Ω•cm；通过选用日字形氮化铝基陶瓷骨架、标准硅钢片磁芯、环氧树脂、带1140环氧聚酯绝缘漆的碳纤维线、热硫化型硅橡胶、获得了优良的自藕变压器性能；本发明的自藕变压器损耗小、转换效率高、电磁屏蔽性好、绝缘性好、性价比高、使用寿命长。

主权项

 一种三绕组自藕变压器的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1）各部件的选用和准备①骨架选用与日字形磁芯(4)匹配的氮化铝基陶瓷骨架(3)；②磁芯(4)选用标准日字形硅钢片磁芯(4)；③屏蔽罩(1)采用铝合金制成，采用全封闭结构；④封装材料采用环氧树脂；⑤绕组(5)采用带1140环氧聚酯绝缘漆的碳纤维线；⑥强化绝缘材料(6)选用热硫化型硅橡胶；⑦绝缘传热填料选用特制的氧化铝陶瓷颗粒(2)；2）带1140环氧聚酯绝缘漆的碳纤维线的制备①通过标准方法将氨气、丙烷和丙烯腈合成为聚丙烯腈树脂；②将步骤①获得的聚丙烯腈树脂溶入聚氧化乙烯与纯净水的混合剂中，该混合剂内聚氧化乙烯与纯净水的体积比为2.5‑3：7，获得纺丝原液；③将步骤②获得的纺丝原液通过孔径0.05mm‑0.08mm的喷孔加压喷入凝固浴中，压力范围为1.5bar‑2bar，喷头与凝固浴液面距离为10mm‑15mm，获得聚丙烯腈原丝；④将步骤③获得的聚丙烯腈原丝按标准方法进行预氧化，获得预氧化纤维；⑤将步骤④获得的预氧化纤维进行炭化处理，所述炭化处理分为前炭化处理和后炭化处理，前炭化处理温度750℃‑800℃，处理时间5min ‑10min，后炭化处理温度1500℃‑1600℃，处理时间5min ‑8min，即获得待用碳纤维；⑥将步骤⑤获得的待用碳纤维以16支为一股按标准方法编织成待处理碳纤维线；⑦将步骤⑥获得的待处理碳纤维线按标准方法浸润足量1140环氧聚酯，干结后获得所需带1140环氧聚酯绝缘漆的碳纤维线；3）氧化铝陶瓷颗粒(2)的加工处理①将六水氯化铝与适量纯净水混合，搅拌并过滤杂质，调配至获得质量百分比58%‑65%的氯化铝溶液；②将步骤①获得的盛有氯化铝溶液的容器进行高频振动，再将氨水雾化后均匀缓慢地通入步骤①制备的氯化铝溶液中，获得待处理溶液；③步骤②完成后继续高频振动30min‑40min，然后将步骤②获得的待处理溶液置于25℃‑30℃的恒温环境下，并机械搅拌30min‑40min，获得预制溶液；④在步骤③获得的预制溶液内缓慢滴加稀盐酸溶液并搅拌，至溶液的PH值4.8‑5.2，获得原始溶胶液；⑤将步骤④获得的原始溶胶液置于70℃‑80℃温度下，回流8h，获得预制溶胶液；⑥在步骤⑤获得的预制溶胶液内缓慢添加3‑5%浓度的聚乙烯醇溶液，获得待处理溶胶；⑦采用无水乙醇对步骤⑥获得的待处理溶胶进行反复冲洗，至洗净，获得待用溶胶；⑧将步骤⑦获得的待用溶胶置于480℃‑550℃下进行煅烧至成颗粒，所获得的颗粒即为所需氧化铝陶瓷颗粒(2)；4）三绕组自藕变压器的加工与装配①将磁芯(4)放置于氮化铝基陶瓷骨架(3)中，采用环氧树脂固定；②将带绝缘漆的碳纤维线按标准缠绕方式缠绕在氮化铝基陶瓷骨架(3)上，最优电压分配为：初级绕组(5)电压：次级绕组(5)电压：第三绕组(5)电压为5：3：2；在初级绕组(5)、次级绕组(5)、第三绕组(5)相互之间的结合处及其它短路点涂封热硫化型硅橡胶，获得绝缘加强芯子部件；③将步骤②获得的绝缘加强芯子部件采用环氧树脂封装；④采用铝合金屏蔽罩(1)将整个三绕组自藕变压器封装，并在铝合金屏蔽罩(1)内间隙中填充满3）中步骤⑧获得的氧化铝陶瓷颗粒(2)，即获得待处理三绕组自藕变压器；4）三绕组自藕变压器的稳定化处理①将3）中步骤③获得的待处理三绕组自藕变压器放置于冷冻箱中，温度不高于‑70℃，保温20min‑30min，获得冷处理三绕组自藕变压器；②步骤①完成后，将步骤①获得的冷处理三绕组自藕变压器置于室温下，至其温度回复至室温，然后放入烘箱中，以不高于2℃/min的升温速率升至100℃‑105℃，保温25min‑30min，获得热循环三绕组自藕变压器；③将步骤②获得的热循环三绕组自藕变压器置于室温下，至其温度回复至室温；④反复进行①~③工序两次，即获得所需三绕组自藕变压器。