CN105826065B - 一种增大变压器输出功率的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种增大变压器输出功率的方法及其装置，主要由金属块状物、磁芯、柱芯、线圈、导电物体、绝缘物体组成，所述金属块状物可为两块或两块以上，每块块状物上都设有弧形凹槽和半圆形柱芯。所述两块或两块以上的金属块状物通过绝缘物体隔离式连接为一个整体后，既能充当次级线圈，又能充当变压器的护盒，还能够拼合形成两个或两个以上的圆形凹槽和两个或两个以上的圆形柱芯，所述圆形凹槽中的圆形柱芯上可套入用纳米金属材料制成的环状磁芯，所述磁芯上绕有初级线圈。所述金属块状物的一个端面上设有便于连接导电物体的螺孔，所述金属块状物内部设有液体循环降温散热管道。

Description

一种增大变压器输出功率的方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种变压器，尤其是一种增大变压器输出功率的方法以及采用此方法设置的同时拥有两个或两个以上磁芯、柱芯、金属块状物的变压器。

背景技术

目前国内最流行的变压器大部分采用硅钢片制作。由于硅钢片的导磁率低，变压器用的硅钢片数量很大，变压器铜线圈绕的圈数多，造成变压器的体积大、重量大，在电能变换过程中电损耗很大，工作效率一般为60％至75％。国内早期开发的大功率高频变压器磁芯采用铁氧体材料，用多个组合并组使用，最大单只高频变压器能做到6千瓦，需要再大的功率只能将多只变压器并联使用，最多一台机器并联6个变压器，可达36千瓦，2000年有大体积的铁氧体磁环出现，两只合并使用可以做到单只变压器12千瓦，铁氧体材料优点是节能，用于小功率变压器成本低。其缺点是：工作温度超过60度以上，磁性会发生很大的变化，造成电压波动，电流不稳定，容易损坏电路功率器件，寿命短，故障率高。之后出现的非晶铁芯的磁感应强度比铁氧体高很多，频率高出一倍以上，已经有取代铁氧体磁环之势。

中国专利公开号为CN101430960A公开了一种技术，它由两块散热盒体通过绝缘物体隔离式连接成为一个整体，形成一个凹槽和一个柱芯，凹槽中的柱芯上可套上绕有初级线圈的磁芯，散热盒体充当次级线圈。这种技术其实早已普及多年，相比于采用硅钢片制作的变压器，它具有体积小、功率大，损耗率低等优点。但是，如果需要实现更大功率的输出，则只能将这样的变压器多个外接并联，需要的连接配件较多，手续复杂，占用空间较大，变压器的性能稳定性较差，故障率高。

发明内容

本发明的目的是提供一种小体积大功率低成本的高频节能变压器。因此，所需要解决的技术问题主要有：1、体积小。2、功率大。3、节能。4、性能稳定。5、低成本。

对于上述问题，本发明采用如下办法解决：首先，是提供一种增大变压器输出功率的方法，就是用至少两个金属块状物通过绝缘物体隔离式连接成为一个整体拼合出两个或两个以上的圆形凹槽、两个或两个以上的圆柱形柱芯，所述圆形凹槽中或所述圆柱形柱芯上可放入绕有变压器初级线圈的磁芯，所述金属块状物充当变压器的次级线圈。

作为增大变压器输出功率的方法的一种优选方案，所述磁芯是用金属纳米材料制成的环状物。

作为增大变压器输出功率的方法的一种优选方案，将所述金属块状物通过绝缘物体隔离式连接成为一个整体后，所述金属块状物可充当变压器的4组或4组以上的次级线圈或充当变压器护盒或充当变压器的液体散热载体。

其次，是提供一种采用上述方法的变压器装置，所述装置主要包括金属块状物、凹槽、柱芯、磁芯、线圈、导电物体、绝缘物体。所述装置是用至少两个金属块状物通过绝缘物体隔离，然后连接成为一个整体，拼合成至少有两个可分别放入绕有初级线圈的磁芯的圆形凹槽，每个圆形凹槽中都有一个通过绝缘物体隔离式连接成的圆柱形柱芯，所述圆柱形柱芯可套上所述绕有初级线圈的磁芯，所述通过绝缘物体隔离式连接成为一个整体的金属块状物充当次级线圈。

作为所述变压器装置的一种优选方案，所述金属块状物的内部设有液体循环降温散热管道。

作为所述变压器装置的一种优选方案，所述金属块状物的一个端面上设有便于连接导电物体的螺孔。所述柱芯的一个端面上设有便于连接导电物体的螺孔。

本发明所述的变压器可采用导热硅胶灌注固化封装。

本发明的有益效果是：采用了上述方法和结构，变压器便形成了同时具有两个或两个以上柱芯、两个或两个以上磁芯、两组或两组以上初级线圈以及多组次级线圈，其输出功率比只有单个柱芯、单个磁芯和一组初级线圈的变压器成倍增大，但体积却变化不大，因此成本就降低了。所述两个或两个以上磁芯所组成的初级线圈可根据输入、输出电压的不同要求，选择并联或串联使用，这样，变压器的性能会更加稳定。用纳米金属材料制成的磁芯，具有高导磁率和低矫顽力的特点。非晶铁芯用在大功率变压器中的频率为20khz左右，而纳米金属材料制成的磁芯的工作频率范围在12khz到50khz之间——频率越高节能效果越明显。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明，但本发明的保护范围不限于附图及其实施例。

图1为本发明的第一种实施方式的示意性俯视图。

图2是图1所示实施方式关于前一个铝质块状物与中间一个铝质块状物的左端分离开的局部示意性侧视图。

图3是图1所示实施方式的示意性前视图。

图4是图1所示实施方式的示意性仰视图。

图5是图1所示实施方式关于将所述三个铝质块状物拼合成一个整体后，弧形凹槽与弧形凹槽、柱芯与柱芯通过绝缘片合成两个圆形凹槽和两个圆形柱芯以及在其中一个圆形凹槽中套入绕有初级线圈的磁芯的示意性俯视图。

图6是图1所示实施方式关于绕有初级线圈的磁芯的示意性俯视图。

图7是图1所示实施方式关于将绕有初级线圈的磁芯套入一个圆形凹槽之中的示意性俯视图。

图8是图1所示实施方式关于将所述三个铝质块状物拼合成一个整体后的前视图。

图9为本发明的第二种实施方式的示意性侧视图。

图10是图9所示实施方式关于在两块铜质块状物之间加上一块绝缘板的示意性侧视图。

图11是图9所示实施方式关于将两块铜质块状物通过绝缘板隔离式连接成为一个整体后的示意性侧视图。

图12是图9所示实施方式关于绕有初级线圈的磁芯的示意性俯视图。

具体实施方式

如图1所示，铝质块状物1、2、3呈一字型排列，它们的一个端面上设有螺孔4，便于进行整个变压器的次级输出的导电连接。块状物1、块状物3相对应的一端分别设有弧形凹槽6、9，弧形凹槽6中设有柱芯10，弧形凹槽9中设有柱芯13。排列在中间的块状物2的左右两端分别设有弧形凹槽7、8，弧形凹槽7中设有柱芯11，弧形凹槽8中设有柱芯12。块状物2的底面连接有充当所有次级输出线圈的中心公共导电板5。对于用金属块状物充当次级线圈而言，块状物1与柱芯10为一个绕组的次级线圈，块状物2与柱芯11为一个绕组的次级线圈，块状物2与柱芯12为一个绕组的次级线圈，块状物3与柱芯13为一个绕组的次级线圈，共有4组次级线圈。

如图2所示，块状物1上设有进水口14，从进水口14中流入的水通过管道连接口15流经块状物2中。

如图3所示，排列在所述一字型前端的块状物1的上端面16与排列在所述一字型后端的块状物3的上端面17比排列在所述一字型中间的块状物2的上端面18要高，一眼看去，呈头尾两端高而中间低的形状。同时，柱芯11的上端面19和柱芯12的上端面20也比块状物2的上端面18要高。块状物1上设有进水口14，块状物3上设有出水口21。参见图2，进水口14与出水口21通过管道连接口15连通。

如图4所示，中心公共导电板5通过螺钉22与块状物2的背面连接。

如图5所示，块状物1通过绝缘片23与块状物2间隔式连接，块状物3通过绝缘片24与块状物2间隔式连接。因此，弧形凹槽8、9拼合成一个圆形凹槽，柱芯12、13通过绝缘片24拼合成一个圆柱形柱芯。绕有初级线圈25的、用纳米金属材料制作而成的环状磁芯26可以套入所述圆形凹槽中的圆柱形柱芯上。

如图6、图7所示，弧形凹槽6、7拼合成一个圆形凹槽，柱芯10、11通过绝缘片23拼合成一个圆柱形柱芯。绕有初级线圈27的磁芯28可套入所述圆形凹槽中的圆柱形柱芯上。

如图8所示，块状物1、2、3分别通过绝缘片23、24隔离式连接，具体的连接方式是用条状绝缘片29通过螺钉30将块状物1、2连接，用条状绝缘片31通过螺钉32将块状物2、3连接。

结合图5、图6、图7、图8，铝质块状物1、2、3通过绝缘片23、24隔离式连接后呈一字型排列，弧形凹槽6、7拼合成一个圆形凹槽，该圆形凹槽中的柱芯10、11拼合成了一个圆柱形柱芯。同时，弧形凹槽8、9拼合成一个圆形凹槽，该圆形凹槽中的柱芯12、13拼合成了一个圆柱形柱芯。

参见图9、图10、图11、图12，铜质块状物33的上端面设有弧形凹槽35、36和半圆形柱芯37、38，铜质块状物34的上端面设有弧形凹槽39、40和半圆形柱芯41、42。显然，左边的块状物33的外侧体型比右边的块状物34高，但是，块状物33上的柱芯37、38比块状物34上的柱芯41、42低。块状物33上设有进水口43和导流口44，块状物34上设有导流口45和出水口46，导流口44、45可连接。在块状物33、34之间贴上一块绝缘板47，绝缘板47不影响导流口44、45的连通。将块状物33、34通过绝缘板47隔离式合拢，用条状绝缘片48和螺钉49连接紧，弧形凹槽35与弧形凹槽39就拼合成了一个上端表面并不平整的圆形凹槽，半圆形柱芯37与半圆形柱芯41拼合成了一个上端表面高低不平的圆柱形柱芯。与此同时，弧形凹槽36与弧形凹槽40也拼合成了一个上端表面高低不平的圆形凹槽，半圆形柱芯38与半圆形柱芯42也拼合成了一个上端表面高低不平的圆柱形柱芯，这样，也就是同时形成了两个圆形凹槽和两个圆柱形柱芯，以便将绕有初级线圈50的磁芯51和绕有初级线圈52的磁芯53分别放入其中，形成一套双芯一体的高频大功率变压器，所述铜质块状物既为变压器的次级线圈，又是变压器的散热载体，还是变压器的护盒。

Claims (8)

1.一种变压器装置，所述装置主要包括金属块状物、凹槽、柱芯、环形磁芯、线圈、绝缘物体，其特征是用两个金属块状物通过绝缘物体隔离式连接成为一个整体，合成至少两个圆形凹槽，每个圆形凹槽中都有一个圆柱形柱芯，所述金属块状物充当变压器4组以上的次级线圈；

每个所述金属块状物的上端面设有至少两个弧形凹槽和位于所述弧形凹槽中的半圆形柱芯，且一个所述金属块状物的上端面比另一个高，但半圆形柱芯比另一个低；所述环形磁芯放置在所述圆形凹槽中，且环形磁芯上绕有变压器初级线圈。

2.根据权利要求1所述的变压器装置，其特征是，用至少三个呈一字型排列的金属块状物通过绝缘物体隔离式连接成为一个整体拼合出至少两个圆形凹槽、至少两个圆柱形柱芯，所述金属块状物充当变压器的4组以上次级线圈；

中间金属块状物的左右两端均设有弧形凹槽以及位于所述弧形凹槽中的半圆形柱芯，底面连接有中心公共导电板；位于两端的金属块状物均设有弧形凹槽以及位于所述弧形凹槽中的半圆形柱芯；

所述中间金属块状物的上端面比所述位于两端的金属块状物低，且半圆形柱芯比所述位于两端的金属块状物低。

3.根据权利要求2所述的变压器装置，其特征是所述金属块状物的内部设有液体循环降温散热管道。

4.根据权利要求2所述的变压器装置，其特征是所述金属块状物的一个端面上设有便于连接导电物体的螺孔，用于变压器次级输出的导电连接。

5.根据权利要求1所述的变压器装置，其特征是所述环形磁芯用金属纳米材料制成。

6.一种采用权利要求1-5任意一项所述装置的增大变压器输出功率的方法，其特征是用两个金属块状物通过绝缘物体隔离式连接成为一个整体，拼合出两个以上的圆形凹槽，每个所述圆形凹槽中都有一个圆柱形柱芯，所述圆形凹槽中或所述圆柱形柱芯上可放入绕有变压器初级线圈的环形磁芯，所述金属块状物充当变压器4组以上的次级线圈或充当变压器护盒或充当变压器的液体散热载体；

每个所述金属块状物的上端面设有至少两个弧形凹槽和位于所述弧形凹槽中的半圆形柱芯，且一个所述金属块状物的上端面比另一个高，但半圆形柱芯比另一个低。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征是用至少三个呈一字型排列的金属块状物通过绝缘物体隔离式连接成为一个整体拼合出至少两个圆形凹槽、至少两个圆柱形柱芯，所述金属块状物充当变压器的4组以上次级线圈；

中间金属块状物的左右两端均设有弧形凹槽以及位于所述弧形凹槽中的半圆形柱芯，底面连接有中心公共导电板，作为剩余金属块状物的共电极结构；位于两端的金属块状物均设有弧形凹槽以及位于所述弧形凹槽中的半圆形柱芯；

所述中间金属块状物的上端面比所述位于两端的金属块状物低，且半圆形柱芯比所述位于两端的金属块状物低。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征是所述环形磁芯用金属纳米材料制成。