CN104681256B - 一种不对称18脉冲自耦变压器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电子变压器领域，涉及对不对称18脉冲自耦变压器结构的改进。其特征在于，铁芯[1]的A、B、C三个铁芯柱上下端的前置挡板[2]和后置挡板[3]之间为线包区域，所有漆包线线径均为线径d一种，材料单一，同一铁芯柱上不同绕组绕制时，分布在同一层，相邻绕制，不间隔距离，所有绕组绕向一致，绕组绕制顺序为S1、S2、P、S3、S4，主绕组P在四个辅绕组中间，每个绕组起头和末头分居左右两侧，引出头方向垂直于铁芯窗口面，电气连接关系连接头弯折后压在线包间隙中。本发明的结构和制作工艺简单，操作简单，降低成本，线包尺寸小，性能上能提高不对称18脉冲自耦变压器的散热能力，提高变压器的传输效率，提高热传导性，提高变压器可靠性，保证电源系统的稳定可靠性。

Description

一种不对称18脉冲自耦变压器及其制造方法

技术领域

本发明属于电子变压器领域，涉及一种单一线径绕组连续的不对称18脉冲自耦变压器。

背景技术

随着航空电子设备的高速发展，对电源系统有着更高的要求，进而使得电子变压器具有高功率密度、高效率、低谐波污染、高功率因数、体积小、重量轻等特点，同时需降低器件成本、简化器件工艺程序并适用于批量生产。多脉冲自耦变压整流器拓扑对于解决各项技术要求问题是目前一种很好的解决方案，但是多脉冲自耦变压器结构复杂，例如18脉、24脉、30脉等，绕组类型多，电气连接关系复杂，工艺过程较繁琐，目前的一种不对称18脉冲自耦变压器绕组要求及结构如下：

(1)主绕组P、辅绕组S1、S2、S3、S4，每个铁芯柱均包含该五个绕组。

(2)匝数：主绕组NP，辅绕组NS1、NS2、NS3、NS4，其中NS1＝NS3、 NS2＝NS4。

(3)绕组电流：主绕组IP，辅绕组IS1、IS2、IS3、IS4，其中IS1＝IS2、 IS3＝IS4。对应三种线径规格的漆包线。

(4)各绕组起头和末头编号：起头：P’、S1’、S2’、S3’、S4’；末头： P”、S1”、S2”、S3”、S4”

(5)所有绕组绕向一致，各绕组引出头分布在铁芯柱A、B、C上下端面，变压器结构如图2中所示，但绕组引出头方向为上下端面引出。

这种变压器结构的缺点是：

(1)线径规格种类多，材料齐套繁琐，增加物料成本；

(2)不同线径的漆包线排绕时相邻层会出现不平整，排线系数增大，导致线包最终尺寸增大；

(3)引出头从铁芯柱两端引出，由于绕向需保持一致，则造成引出头占一层空间的问题，同样增大线包尺寸；

(4)线包尺寸增大，绕组匝长变长，铜阻增加，铜损增大，最终变压器效率下降，同样温升增大；

(5)变压器功率较大时，通常线径较粗，不容易弯折，绕制时，可操作性差，增加人力工时成本。并且线与线之间的接触不紧密，存在小空间，空气或线包漆的热传导系数比金属铜的热传导系数小，导致散热效果变差。

发明内容

本发明目的是：提出一种操作简单、能提高效率的不对称18脉冲自耦变压器结构，以降低变压器制作成本、变压器铜损，防止因铜损过大，变压器温升变大，可靠性下降，保证电源系统的稳定可靠性。

本发明采取的技术方案是：一种不对称18脉冲自耦变压器，包括铁芯(1)、前置挡板(2)、后置挡板(3)，铁芯(1)具有两个窗口，前置挡板(2)与后置挡板(3)分别安装在铁芯(1)柱两端；主绕组P和辅绕组S1～S4，均由漆包线绕制，主绕组P位于辅绕组S1～S4中间，漆包线线绕制时呈排线状。

上述主绕组P和辅绕组S1～S4的漆包线线径一致。

上述不对称18脉冲自耦变压器的制造方法，包括以下步骤：

步骤1：在铁芯(1)的铁芯柱A、铁芯柱B、铁芯柱C上分别绕好绝缘层，两端分别安装前置挡板(2)和后置挡板(3)，上下前置挡板之间、上下后置挡板之间的区域为绕组绕制区域；

步骤2：进行绕组绕制，绕组绕制顺序为辅绕组S1、辅绕组S2、主绕组 P、辅绕组S3、辅绕组S4，主绕组P在四个辅绕组中间；

步骤3：每绕完一个绕组后，不间隔，不另起一层，紧挨着此绕组绕制下一个绕组；

步骤4：绕制完后，按不对称18脉冲自耦变压器电气连接关系连线，连接头弯折后压在三个线包的间隙中。

进一步地，上述主绕组P、辅绕组S1～S4的漆包线线径一致。

进一步地，上述主绕组P、辅绕组S1～S4绕制时漆包线呈排线状。

进一步地，上述主绕组P、辅绕组S1～S4绕组起头P’、S1’、S2’、S3’、 S4’和末头P”、S1”、S2”、S3”、S4”分居线包两侧，引出头方向垂直于铁芯窗口。

本发明的优点是：漆包线规格统一，简化材料齐套，降低物料成本；线包结构紧凑，绕组紧密，线包尺寸小；采用多股线，比采用单股漆包线线径小，绕制简便；统一规格线径、绕组不间断绕制、线包平整、排绕系数小、匝长短、铜阻小、铜损小、提高效率；线与线接触紧密，提高热传导性，提高变压器可靠性，保证电源系统的稳定可靠性。

附图说明

图1为铁芯结构图；

图2(a)(b) 为不对称18脉冲自耦变压器绕组结构主视图和侧视图；

图3为n股漆包线排列图；

图4(a)(b)分别为不对称18脉冲自耦变压器的主视图和俯视图；

其中，1-铁芯、2-前置挡板、3-后置挡板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

请参见图1、图2、图3、图4，一种不对称18脉冲自耦变压器，包括铁芯1、前置挡板2、后置挡板3，铁芯1具有两个窗口，前置挡板2与后置挡板3分别安装在铁芯1柱两端；主绕组P和辅绕组S1～S4，均由漆包线绕制，主绕组位于辅绕组中间，漆包线线绕制时呈排线状。

上述主绕组P和辅绕组S1～S4的漆包线线径一致。

上述不对称18脉冲自耦变压器的制造方法，包括以下步骤：

步骤1：在铁芯1的铁芯柱A、铁芯柱B、铁芯柱C上分别绕好绝缘层，两端分别安装前置挡板2和后置挡板3，上下前置挡板之间、上下后置挡板之间的区域为绕组绕制区域，挡板的作用为防止线包塌线以及端空作用；

步骤2：进行绕组绕制，绕组绕制顺序为辅绕组S1、辅绕组S2、主绕组 P、辅绕组S3、辅绕组S4，主绕组P在四个辅绕组中间。主绕组P、辅绕组 S3、辅绕组S4均为x股漆包线；辅绕组S1、辅绕组S2均为y股漆包线；

步骤3：每绕完一个绕组后，不间隔，不另起一层，紧挨着此绕组绕制下一个绕组。如图2所示，辅绕组S1绕完后，在辅绕组S1的末头S1”对面位置处开始辅绕组S2的起头S2’，绕向与S1一致，进行辅绕组S2的绕制，其余绕组绕制方式类似；

步骤4：绕制完后，按不对称18脉冲自耦变压器电气连接关系连线，连接头弯折后压在三个线包的间隙中。

进一步地，上述主绕组P、辅绕组S1～S4的漆包线线径一致。

进一步地，上述主绕组P、辅绕组S1～S4绕制时漆包线呈排线状。

进一步地，上述主绕组P、辅绕组S1～S4绕组起头P’、S1’、S2’、S3’、S4’和末头P”、S1”、S2”、S3”、S4”分居线包两侧，引出头方向垂直于铁芯窗口。

实施例：漆包线线径d为1.12mm，漆包线规格统一，简化材料齐套，降低物料成本；主绕组P、辅绕组S3、辅绕组S4均为4股；辅绕组S1、S2均为5股，采用多股线，比采用单股漆包线线径小，绕制简便；绕组绕制顺序为辅绕组S1、辅绕组S2、主绕组P、辅绕组S3、辅绕组S4，主绕组P在四个辅绕组中间；绕组起头P’、S1’、S2’、S3’、S4’在右侧，末头P”、S1”、S2”、 S3”、S4”在左侧，引出头方向垂直于铁芯窗口面线包尺寸；铁芯柱A、B、C 上各线包总厚度14.5mm；成品变压器效率为98.6％；线包结构紧凑，绕组紧密，线包尺寸小；统一规格线径，绕组不间断绕制，线包平整，排绕系数小，匝长短，铜阻小，铜损小，提高效率；线与线接触紧密，提高热传导性，提高变压器可靠性，保证电源系统的稳定可靠性。

Claims (6)

1.一种不对称18脉冲自耦变压器，包括铁芯(1)、前置挡板(2)、后置挡板(3)，铁芯(1)具有两个窗口，前置挡板(2)与后置挡板(3)分别安装在铁芯(1)柱两端，主绕组P和辅绕组S1～S4，均由漆包线绕制，其特征在于：主绕组P位于辅绕组S1、S2和S3、S4中间，漆包线线绕制时呈排线状。

2.根据权利要求1所述的不对称18脉冲自耦变压器，其特征在于：主绕组P和辅绕组S1～S4的漆包线线径一致。

3.一种不对称18脉冲自耦变压器的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：在铁芯(1)的铁芯柱A、铁芯柱B、铁芯柱C上分别绕好绝缘层，两端分别安装前置挡板(2)和后置挡板(3)，上下前置挡板之间、上下后置挡板之间的区域为绕组绕制区域；

步骤2：进行绕组绕制，绕组绕制顺序为辅绕组S1、辅绕组S2、主绕组P、辅绕组S3、辅绕组S4，主绕组P在四个辅绕组中间；

步骤3：每绕完一个绕组后，不间隔，不另起一层，紧挨着此绕组绕制下一个绕组；

步骤4：绕制完后，按不对称18脉冲自耦变压器电气连接关系连线，连接头弯折后压在三个线包的间隙中。

4.根据权利要求3所述的不对称18脉冲自耦变压器的制造方法，其特征在于：主绕组P、辅绕组S1～S4的漆包线线径一致。

5.根据权利要求3所述的不对称18脉冲自耦变压器的制造方法，其特征在于：主绕组P、辅绕组S1～S4绕制时漆包线呈排线状。

6.根据权利要求3或4或5所述的不对称18脉冲自耦变压器的制造方法，其特征在于：主绕组P、辅绕组S1～S4绕组起头P’、S1’、S2’、S3’、S4’和末头P”、S1”、S2”、S3”、S4”分居线包两侧，引出头方向垂直于铁芯窗口。