CN106024322B - 一种电动汽车专用配电变压器铁芯结构 - Google Patents

一种电动汽车专用配电变压器铁芯结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车专用配电变压器铁芯结构，铁芯内部设置有若干个层叠设置的铁芯单元芯片，多个铁芯单元芯片形状相似、横截面面积不同，铁芯单元芯片沿铁芯轴向设置，铁芯单元芯片外包覆设置有绝缘层，铁芯的截面形状为长圆形结构，绝缘层也为长圆形结构，绝缘层包括圆弧段和与圆弧段相切的直线段；本发明将普通的圆形截面铁芯设计为长圆形截面的铁芯，在确保铁芯的有效截面的基础上，减少了铁芯单元芯片的就用材量，节约了生产成本。在铁芯的单元芯片之间设置的直线风道，以及阶梯圆弧形风道，提高了铁芯的有效散热面积，加强了散热效果，从而降低了铁芯温升，增强了变压器的过励磁运行能力，延长变压器的使用寿命。

Description

一种电动汽车专用配电变压器铁芯结构
技术领域
本发明涉及变压器技术领域，特别是一种电动汽车专用配电变压器铁芯结构。
背景技术
传统油浸式变压器的铁芯与绕组均为圆形结构，例如申请号为2005200988031，发明名称为高频高压变压器铁芯。铁芯的重量和铁芯的铁轭中心距具有很大的关系，铁轭中心距越大，铁芯的重量越大，损耗也越大。而铁芯成本在整台变压器成本中所占得比重较高，所以，在不影响铁芯性能的同时，为了减小变压器的体积、降低硅钢片的用量，一般采用长圆形铁芯结构，为申请号为CN201120138933.9，发明名称为一种长圆形铁芯节材变压器，其铁芯叠片的截面呈长圆形，绕组缠绕在铁芯叠片外面的绕组截面也为长圆形，可以有效增大铁芯截面积，这样可以缩短铁轭的长度，同时使绕组周长增加的较少，也节约了绕组材料，如图1所示。但是这种长圆形铁芯结构由于叠厚较大，厚度方向散热较慢，造成变压器温度较高，减少变压器寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种能减少铁芯用材量、散热效果好的电动汽车专用配电变压器铁芯结构。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种电动汽车专用配电变压器铁芯结构，铁芯内部设置有若干个层叠设置的铁芯单元芯片，多个铁芯单元芯片形状相似、横截面面积不同，铁芯单元芯片沿铁芯轴向设置，铁芯单元芯片外包覆设置有绝缘层，铁芯的截面形状为长圆形结构，绝缘层也为长圆形结构，绝缘层包括圆弧段和与圆弧段相切的直线段；
长圆形截面的铁芯，在确保铁芯的有效截面的基础上，可以减少铁芯内部单元芯片的用材量。
位于铁芯内部、圆弧段与直线段相切处分别设置有第一芯片和第二芯片，第一芯片和第二芯片之间由铁芯单元芯片彼此叠置形成横截面为双阶梯形的铁芯组件一，且该铁芯组件一中铁芯单元芯片的横截面面积由第一芯片和第二芯片处向铁芯内部成递减，铁芯单元芯片的两端与直线段的绝缘层的内壁之间形成阶梯圆弧形风道；位于铁芯中心处的两块相邻的铁芯单元芯片之间设置有多个气道撑条，多个气道撑条间隔设置，相邻气道撑条之间形成用于通风换气的直线风道；铁芯组件一的两端与第一芯片和第二芯片之间也设置有多个气道撑条，多个气道撑条间隔设置，相邻气道撑条之间形成用于通风换气的直线风道；
位于直线段处的铁芯单元芯片发热后的热量比较难散，故再中心部位设计直线风道和阶梯圆弧形风道，用于充分散热；并在铁芯组件一的两端与第一芯片和第二芯片之间也设置有直线风道，使得处于直线段部分、相对位于铁芯中心部位的铁芯单元芯片之间能够流通更多的空气，用于充分散热。
第一芯片和圆弧段的绝缘层之间、第二芯片和圆弧段的绝缘层之间的铁芯单元芯片彼此叠置形成横截面为单阶梯形的铁芯组件二，且该铁芯组件二中铁芯单元芯片的横截面面积由第一芯片和第二芯片处向绝缘层的圆弧段依次递减；
气道撑条通过胶粘结在铁芯单元芯片上。轴向设置的气道撑条形成的直线风道，提高了铁芯的有效散热面积，加强了散热效果。
优选地，所述气道撑条为金属散热片，进一步提高散热效果。
金属散热片的材质优选为铜材质，散热效果好，且不会增加变压器成本。
进一步地，所述粘结气道撑条与硅钢片的胶为耐温环氧胶。
进一步，优选地，所述铁芯单元芯片为硅钢片。
硅钢片是一种合金，在纯铁中加入少量的硅(一般在4.5％以下)形成的铁硅系合金称，该类铁芯具有较高的饱和磁感应强度，由于具有较好的磁电性能，特别适用于在低频、大功率下使用。
进一步，优选地，所述铁芯单元芯片为铁基纳米晶合金材质。
铁基纳米晶合金是由铁元素为主，加入少量的Nb、Cu、Si、B元素所构成的合金经快速凝固工艺所形成的一种非晶态材料，纳米晶材料具有优异的综合磁性能，适用频率范围：50Hz-100kHz，特别适用于在大功率、高频条件下使用。
本发明采用上述结构后，具有如下技术效果：
本发明将普通的圆形截面铁芯设计为长圆形截面的铁芯，在确保铁芯的有效截面的基础上，减少了铁芯单元芯片的就用材量，节约了生产成本。在铁芯的单元芯片之间设置由若干条轴向设置的气道撑条形成的直线风道，以及位于中心部位的铁芯单元芯片与直线段绝缘层之间形成的阶梯圆弧形风道，提高了铁芯的有效散热面积，加强了散热效果，从而降低了铁芯温升，增强了变压器的过励磁运行能力，延长变压器的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1显示了现有技术中的铁芯结构。
图2显示了本发明的铁芯结构。
具体实施方式
为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、2所示，一种电动汽车专用配电变压器铁芯结构涉及绝缘层1、铁芯单元芯片、第一芯片2a、第二芯片2b、阶梯圆弧形风道3、直线风道4等技术特征。
实施例1
如图2所示，一种电动汽车专用配电变压器铁芯结构，铁芯内部设置有若干个层叠设置的铁芯单元芯片，多个铁芯单元芯片形状相似、横截面面积不同，铁芯单元芯片沿铁芯轴向设置，铁芯单元芯片外包覆设置有绝缘层，铁芯的截面形状为长圆形结构，绝缘层也为长圆形结构，绝缘层包括圆弧段和与圆弧段相切的直线段；
位于铁芯内部、圆弧段与直线段相切处分别设置有第一芯片和第二芯片，第一芯片和第二芯片之间由铁芯单元芯片彼此叠置形成横截面为双阶梯形的铁芯组件一，且该铁芯组件一中铁芯单元芯片的横截面面积由第一芯片和第二芯片处向铁芯内部成递减，铁芯单元芯片的两端与直线段的绝缘层的内壁之间形成阶梯圆弧形风道；位于铁芯中心处的两块相邻的铁芯单元芯片之间设置有多个气道撑条，多个气道撑条间隔设置，相邻气道撑条之间形成用于通风换气的直线风道；铁芯组件一的两端与第一芯片和第二芯片之间也设置有多个气道撑条，多个气道撑条间隔设置，相邻气道撑条之间形成用于通风换气的直线风道；
第一芯片和圆弧段的绝缘层之间、第二芯片和圆弧段的绝缘层之间的铁芯单元芯片彼此叠置形成横截面为单阶梯形的铁芯组件二，且该铁芯组件二中铁芯单元芯片的横截面面积由第一芯片和第二芯片处向绝缘层的圆弧段依次递减；
气道撑条通过胶粘结在铁芯单元芯片上。
本实施例所述铁芯单元芯片为硅钢片。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，所述铁芯单元芯片为铁基纳米晶合金材质。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种电动汽车专用配电变压器铁芯结构，其特征在于：铁芯内部设置有若干个层叠设置的铁芯单元芯片，多个铁芯单元芯片形状相似、横截面面积不同，铁芯单元芯片沿铁芯轴向设置，铁芯单元芯片外包覆设置有绝缘层（1），铁芯的截面形状为长圆形结构，绝缘层（1）也为长圆形结构，绝缘层（1）包括圆弧段和与圆弧段相切的直线段；
位于铁芯内部、圆弧段与直线段相切处分别设置有第一芯片（2a）和第二芯片（2b），第一芯片（2a）和第二芯片（2b）之间由铁芯单元芯片彼此叠置形成横截面为双阶梯形的铁芯组件一，且该铁芯组件一中铁芯单元芯片的横截面面积由第一芯片（2a）和第二芯片（2b）处向铁芯内部成递减，铁芯单元芯片的两端与直线段的绝缘层（1）的内壁之间形成阶梯圆弧形风道（3）；位于铁芯中心处的两块相邻的铁芯单元芯片之间设置有多个气道撑条，多个气道撑条间隔设置，相邻气道撑条之间形成用于通风换气的直线风道（4）；铁芯组件一的两端与第一芯片（2a）和第二芯片（2b）之间也设置有多个气道撑条，多个气道撑条间隔设置，相邻气道撑条之间形成用于通风换气的直线风道（4）；
第一芯片（2a）和圆弧段的绝缘层（1）之间、第二芯片（2b）和圆弧段的绝缘层（1）之间的铁芯单元芯片彼此叠置形成横截面为单阶梯形的铁芯组件二，且该铁芯组件二中铁芯单元芯片的横截面面积由第一芯片（2a）和第二芯片（2b）处向绝缘层（1）的圆弧段依次递减；
气道撑条通过胶粘结在铁芯单元芯片上。
2.根据权利要求1所述的电动汽车专用配电变压器铁芯结构，其特征在于：所述气道撑条为金属散热片。
3.根据权利要求1所述的电动汽车专用配电变压器铁芯结构，其特征在于：所述粘结气道撑条与铁芯单元芯片的胶为耐温环氧胶。
4.根据权利要求1所述的电动汽车专用配电变压器铁芯结构，其特征在于：所述铁芯单元芯片为硅钢片。
5.根据权利要求1所述的电动汽车专用配电变压器铁芯结构，其特征在于：所述铁芯单元芯片为铁基纳米晶合金材质。
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