專利名稱：小體積大功率密度一體封裝中頻淬火變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變壓器，具體是指一種小體積大功率密度一體封裝中頻淬火變壓 器。
背景技術(shù)：
目前，鋼鐵淬火已廣泛的采用感應(yīng)加熱的方式來作為加熱源，而中頻淬火變壓器 作為其電能的轉(zhuǎn)換設(shè)備，其性能的穩(wěn)定與否對鋼鐵的淬火具有至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的 中頻淬火變壓器在長期的使用過程中雖能較好的滿足人們的各種需求，但其仍存在以下缺 點(diǎn)1、傳統(tǒng)的中頻淬火變壓器的體積較大、質(zhì)量較重，同時(shí)由于該中頻淬火變壓器的初級、 次級及鐵芯均是由25路進(jìn)水和25路出水所構(gòu)成的冷卻系統(tǒng)來進(jìn)行冷卻，因此使得傳統(tǒng)的 中頻淬火變壓器不僅結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，而且維護(hù)極為不便。2、傳統(tǒng)的中頻淬火變壓器的鐵芯 為"E"型，且該鐵芯的冷卻是采用向纏繞在其表面上的銅管內(nèi)通入冷卻水，由冷卻水間接吸 收其熱量的方式來實(shí)現(xiàn)的。由于鐵芯是通過銅管來間接帶走熱量的，因此其熱交換效率較 低，如果要將傳統(tǒng)的中頻淬火變壓器做成大功率密度淬火變壓器，就勢必會增加鐵芯截面 積(即增加鐵芯的重量和體積)，從而會導(dǎo)致增大該變壓器的體積和質(zhì)量，進(jìn)而增加制作成 本。3、傳統(tǒng)的中頻淬火變壓器的變比可調(diào)部分是采用串、并聯(lián)的方式來實(shí)現(xiàn)，因此也使得需 調(diào)節(jié)變比時(shí)調(diào)節(jié)非常復(fù)雜，不能很好的滿足人們快捷調(diào)節(jié)變比的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服目前傳統(tǒng)中頻淬火變壓器體積大、質(zhì)量重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺 點(diǎn)，提供一種不僅體積小、質(zhì)量輕，而且結(jié)構(gòu)非常簡單的一種小體積大功率密度一體封裝中 頻淬火變壓器。 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)小體積大功率密度一體封裝中頻淬火變壓 器，主要由鐵芯、纏繞在該鐵芯上的初級以及纏繞在該初級上的次級組成。同時(shí)，該小體積 大功率密度一體封裝中頻淬火變壓器還包括有將鐵芯、初級和次級均嵌入在其內(nèi)部的由有 機(jī)混合物所形成的變壓器機(jī)體，且所述的次級均設(shè)置于初級的外側(cè)，鐵芯的周邊與該變壓 器機(jī)體之間還形成有用于冷卻鐵芯的水槽。 進(jìn)一步地，所述的初級由1路紫銅矩形銅管在鐵芯上連續(xù)繞制18匝構(gòu)成，且在其 第0、2、4、6、8、15、17及18匝處均設(shè)有抽頭；同時(shí)，該紫銅矩形銅管的一端形成初級進(jìn)水口 ， 另一端則形成初級出水口。 所述的次級則由4路紫銅矩形銅管分別在初級上單匝繞制而成的上次級，以及由 6路紫銅矩形銅管分別在初級上單匝繞制而成的下次級構(gòu)成。同時(shí)，上次級的4路紫銅矩形 銅管的一端均并聯(lián)在一起形成上次級進(jìn)水口，其另一端也并聯(lián)在一起形成上次級出水口 ； 所述的下次級的6路紫銅矩形銅管的一端均并聯(lián)在一起形成下次級進(jìn)水口，其另一端也并 聯(lián)在一起形成下次級出水口 。 為了便于冷卻鐵芯，在水槽上也分別設(shè)有用于冷卻水流通的鐵芯進(jìn)水口和鐵芯出水口。 為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述的鐵芯制作成"C"型，所述的有機(jī)混合物則由環(huán)氧樹 脂及石英粉混合而成。同時(shí)，在初級與次級之間、初級與鐵芯之間均設(shè)有高絕緣強(qiáng)度的絕緣 紙。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果 (1)本發(fā)明的變壓器機(jī)體由環(huán)氧樹脂及石英粉混合制作而成，因此不僅能大幅度 的降低整個(gè)變壓器的質(zhì)量(如相同變壓器容量為800KVA時(shí)，可以將傳統(tǒng)的淬火變壓器的質(zhì) 量由120Kg降至66Kg)，而且由于環(huán)氧樹脂具有較好的絕緣性能，從而使得該變壓器的絕緣 等級可以輕松的提高到5KV以上。 (2)本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)將傳統(tǒng)的25路進(jìn)水、25路出水簡化為4路進(jìn)水和4路出 水，因此大幅度的簡化了整個(gè)變壓器的結(jié)構(gòu)，大幅度地的降低了變壓器的體積(如相同變 壓器容量為800KVA時(shí)，可以將傳統(tǒng)的淬火變壓器的體積由420mmX480mmX420mm減小到 500mmX330mmX230mm)。 (3)由于本發(fā)明還在初級與次級、初級與鐵芯間還設(shè)有高絕緣強(qiáng)度的絕緣紙，加之 鐵芯的熱量直接由水槽內(nèi)的冷卻水吸收，因此使得整個(gè)變壓器的性能更加穩(wěn)定，其工作頻 率范圍也從1 8KHz提升到1 lOKHz。


圖1為本發(fā)明的正面整體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本發(fā)明的背面整體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為圖1所示的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本發(fā)明的初級、次級與鐵芯之間的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。 其中，圖中附圖標(biāo)記對應(yīng)的零部件名稱為 1-鐵芯，2-初級，3-次級，4-變壓器機(jī)體，5-水槽，6-抽頭，7_初級進(jìn)水口 ， 8_初 級出水口 ， 9-上次級，10-下次級，11-上次級進(jìn)水口 ， 12-上次級出水口 ， 13-下次級進(jìn)水口 ， 14-下次級出水口 ， 15-鐵芯進(jìn)水口 ， 16-鐵芯出水口 。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不 限于此。 實(shí)施例1 如圖1 4所示，本發(fā)明的鐵芯1與傳統(tǒng)的淬火變壓器所采用的鐵芯不同，本發(fā)明 的鐵芯采用日本新日鐵公司生產(chǎn)的型號為23ZDKH85的C型鐵芯。 在該C型的鐵芯1上纏繞有作為整個(gè)變壓器的初級2和纏繞在初級上的次級3，其 具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。該初級2由1路紫銅矩形銅管在鐵芯1上連續(xù)繞制18匝構(gòu)成，且在 其第0、2、4、6、8、15、17及18匝處均設(shè)有抽頭6，以確保能方便、快捷的改變整個(gè)變壓器的變 比。該紫銅矩形銅管的內(nèi)部是空心的，為了確保冷卻水能在該初級2的紫銅矩形銅管內(nèi)部 流通，因此該紫銅矩形銅管的一端形成初級進(jìn)水口 7，另一端則形成初級出水口 8。
次級3由上次級9和下次級10兩個(gè)部分組成，其中，上次級9由4路紫銅矩形銅
4管分別在初級2上單匝繞制而成，而下次級10則由6路紫銅矩形銅管分別在初級2上單 匝繞制而成。為了便于初級抽頭，上次級9的4路紫銅矩形銅管分別設(shè)置在初級2的紫銅 矩形銅管外側(cè)，并分布在初級2所形成的相鄰兩匝之間，即在初級2的兩匝紫銅矩形銅管之 間外側(cè)上便設(shè)有一匝上次級9的紫銅矩形銅管。同時(shí)，該上次級9的4路紫銅矩形銅管的 一端均并聯(lián)在一起形成上次級進(jìn)水口 ll，其另一端也并聯(lián)在一起形成上次級出水口 12。運(yùn) 行時(shí)，冷卻水從上次級進(jìn)水口 11進(jìn)入，在分別經(jīng)4路紫銅矩形銅管后從上次級出水口 12流 出，從而達(dá)到冷卻上次級9的目的。 相應(yīng)的，下次級10的6路紫銅矩形銅管也分別設(shè)置在初級2的每兩匝紫銅矩形銅 管外側(cè)間。同樣，下次級10的這6路紫銅矩形銅管的一端也均并聯(lián)在一起形成下次級進(jìn) 水口 13，其另一端也并聯(lián)在一起形成下次級出水口 14。運(yùn)行時(shí)，冷卻水從下次級進(jìn)水口 13 進(jìn)入，在分別經(jīng)6路紫銅矩形銅管后從下次級出水口 14流出，從而達(dá)到冷卻下次級10的目 的。 為了降低整個(gè)變壓器的質(zhì)量，提高整個(gè)變壓器的絕緣等級，本發(fā)明還用有機(jī)混合 物制作成變壓器機(jī)體4，從而將鐵芯1、初級2、上次級9和下次級IO均嵌入在其內(nèi)部，即使 鐵芯1、初級2、上次級9和下次級10均鑲嵌在變壓器機(jī)體4的內(nèi)部。為了確保絕緣效果， 該有機(jī)混合物優(yōu)先采用環(huán)氧樹脂及石英粉混合而成。 由于初級2是纏繞在鐵芯1的外部，加之有變壓器機(jī)體4定型，因此在鐵芯1的四 周與變壓器機(jī)體4之間還形成有一個(gè)水槽5。鐵芯1便位于該水槽5的內(nèi)部，同時(shí)，在該水 槽5上還設(shè)有鐵芯進(jìn)水口 15和鐵芯出水口 16。運(yùn)行時(shí)，冷卻水從鐵芯進(jìn)水口 15進(jìn)入，然后 直接與鐵芯1之間進(jìn)行熱交換，再吸收鐵芯1的熱量后直接從鐵芯出水口 16排出，從而實(shí) 現(xiàn)冷卻鐵芯1的目的。由于該種冷卻方式是冷卻水直接與鐵芯l接觸，而不是由傳統(tǒng)的初 級2或次級3內(nèi)部的冷卻水間接的吸收鐵芯1的熱量，因此采用該種方式能顯著的提高其 熱交換效率。 由于本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)總共只有4路冷卻水路，即用于冷卻鐵芯1的鐵芯冷卻水 路、用于冷卻初級2的初級冷卻水路、用于冷卻上次級9的上次級冷卻水路和用于冷卻下次 級10的下次級冷卻水路，而每個(gè)冷卻水路都只具有一個(gè)進(jìn)水水路和一個(gè)出水水路，因此本 發(fā)明的冷卻系統(tǒng)就形成了 4路進(jìn)水和4路出水，較傳統(tǒng)淬火變壓器的25路進(jìn)水和25路出 水相比，其冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常精簡，能有效的提高其性能的穩(wěn)定性和降低成本。
為了便于進(jìn)一步的提高本發(fā)明的絕緣等級，在初級2與上次級9之間、初級2與下 次級IO之間及初級2與鐵芯1之間均設(shè)有高絕緣強(qiáng)度的絕緣紙。由于本發(fā)明的變壓器機(jī)體 4也具有高強(qiáng)度的絕緣性能，因此加上與這些絕緣紙的配合使用，本發(fā)明的整體絕緣等級可 達(dá)5KV以上。 如上所述，便可以很好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
小體積大功率密度一體封裝中頻淬火變壓器，主要由鐵芯(1)、纏繞在該鐵芯(1)上的初級(2)以及纏繞在該初級(2)上的次級(3)組成，其特征在于還包括將鐵芯(1)、初級(2)和次級(3)均嵌入在其內(nèi)部的由有機(jī)混合物所形成的變壓器機(jī)體(4)，且所述的次級(3)均設(shè)置于初級(2)的外側(cè)，鐵芯(1)的周邊與該變壓器機(jī)體(4)之間還形成有用于冷卻鐵芯(1)的水槽(5)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小體積大功率密度一體封裝中頻淬火變壓器，其特征在于 所述的初級(2)由l路紫銅矩形銅管在鐵芯(1)上連續(xù)繞制18匝構(gòu)成，且在其第0、2、4、6、 8、15、17及18匝處均設(shè)有抽頭(6);同時(shí)，該紫銅矩形銅管的一端形成初級進(jìn)水口 (7)，另 一端則形成初級出水口 (8)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的小體積大功率密度一體封裝中頻淬火變壓器，其特征在于 所述的次級(3)由4路紫銅矩形銅管分別在初級(2)上單匝繞制而成的上次級(9)，以及由 6路紫銅矩形銅管分別在初級(2)上單匝繞制而成的下次級(10)構(gòu)成；所述上次級(9)的 4路紫銅矩形銅管的一端均并聯(lián)在一起形成上次級進(jìn)水口 (ll)，其另一端也并聯(lián)在一起形 成上次級出水口 (12);所述的下次級(10)的6路紫銅矩形銅管的一端均并聯(lián)在一起形成 下次級進(jìn)水口 (13)，其另一端也并聯(lián)在一起形成下次級出水口 (14)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小體積大功率密度一體封裝中頻淬火變壓器，其特征在于 在水槽(5)上設(shè)有用于冷卻水流通的鐵芯進(jìn)水口 (15)和鐵芯出水口 (16)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 4任一項(xiàng)所述的小體積大功率密度一體封裝中頻淬火變壓器，其 特征在于所述的鐵芯(1)為"C"型。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的小體積大功率密度一體封裝中頻淬火變壓器，其特征在于 所述的有機(jī)混合物由環(huán)氧樹脂及石英粉混合而成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的小體積大功率密度一體封裝中頻淬火變壓器，其特征在于在初級(2)與次級(3)之間及初級(2)與鐵芯(1)之間均設(shè)有高絕緣強(qiáng)度的絕緣紙。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種小體積大功率密度一體封裝中頻淬火變壓器，主要由鐵芯(1)、纏繞在該鐵芯(1)上的初級(2)以及纏繞在該初級(2)上的次級(3)組成，其特征在于還包括將鐵芯(1)、初級(2)和次級(3)均嵌入在其內(nèi)部的由有機(jī)混合物所形成的變壓器機(jī)體(4)，且所述的次級(3)均設(shè)置于初級(2)的外側(cè)，鐵芯(1)的周邊與該變壓器機(jī)體(4)之間還形成有用于冷卻鐵芯(1)的水槽(5)。本發(fā)明的變壓器機(jī)體由環(huán)氧樹脂及石英粉混合制作而成，因此不僅能大幅度的降低整個(gè)變壓器的質(zhì)量，而且由于環(huán)氧樹脂具有較好的絕緣性能，從而使得該變壓器的絕緣等級可以輕松的提高到5kV以上。
文檔編號H01F27/32GK101777417SQ20101012159
公開日2010年7月14日 申請日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月10日
發(fā)明者胡成建, 青建輝 申請人:成都多林電器有限責(zé)任公司