CN107578890A - 一种变压器或电感器集成冷结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力电子领域应用的高频变压器及电感器，尤其涉及一种干式高频变压器及电抗器的冷结构，适用于电力电子高频干式变压器及电感器设计制造，属于干式高频变压器及电抗器结构设计技术领域。本发明将冷却结构集成到变压器、电感器的外壳上，并通过设置在变压器、电感器内的导热板，将变压器、电感器产生的热量传导至壳体进行冷却，有效克服了传统变压器、电感器在绕组内部配置的水冷板容易因漏水而引起短路故障隐患，简化装配工艺过程，从而达到降低产品重量，减小体积、降低成本的目的。

Description

一种变压器或电感器集成冷结构

技术领域

本发明涉及电力电子领域应用的高频变压器及电感器，尤其涉及一种干式高频变压器及电抗器的冷结构，适用于电力电子高频干式变压器及电感器设计制造，属于干式高频变压器及电抗器结构设计技术领域。

本发明将冷却结构集成到变压器、电感器的外壳上，并通过设置在变压器、电感器内的导热板，将变压器、电感器产生的热量传导至壳体进行冷却，有效克服了传统变压器、电感器在绕组内部配置的水冷板容易因漏水而引起短路故障隐患，简化装配工艺过程，从而达到降低产品重量，减小体积、降低成本的目的。

背景技术

目前，电力电子行业所用的元器件日益趋向高频化，比如干式高频变压器、电感器等，要求高可靠性、轻量化、体积小、低成本性。因高频化而滋生的铁芯涡流损耗、磁滞损耗，绕组的肌肤效应、临近效应及其他诸如杂散磁通产生的损耗使产品内部热量大幅上升。

本行业内，对于高频化降体积的产品，如何将内部高度集中热量导出来，变成了首要解决的问题。现有干式高频变压器或电感器，基本采用以下几种冷却方式：

第一种冷却方式为强迫风冷结构，通过给干式高频变压器、电感器配置风机进行强迫风冷，冷却效率低，而且只能对产品表面进行冷却，变压器或电感器绕组内外温差大。

第二种为液态冷却结构，通过在空心状的绕组导线中强制通过液态冷却介质，进行冷却，成本高，而且液态冷却介质直接和导电体接触，不够安全；还有在绕组内部加装水冷板进行冷却，这种结构虽然冷却效果好，但由于水冷板要装配于产品内部，结构变得十分复杂，加工装配困难，成本高，更重要的是存在一量水冷板内部漏水，将导致绕组内部短路，容易发生严重的安全隐患。

发明内容

本发明提供一种新型高频干式变压器或电感器冷却结构，主要包括：变压器或电感器本体1、壳体2，其特征在于：所述壳体1上集成有对所述变压器或电感器本体进行冷却的冷却结构21，所述冷却结构21上设置有冷却介质接口211和中空的冷却介质循环腹腔。工作时，变压器或电感器本体1产生的热量传递到壳体2，再向冷却结构21中通入冷却介质，将壳体2上的热量带走，达到对变压器或电感器冷却的目的。由于该冷却结构21集成在壳体2上，冷却结构21和冷却介质均不在变压器或电感器本体1内，避免因冷却介质泄漏而导致的变压器或电感器短路隐患，简化了变压器或电感器制造工艺，减少了体积，降低成本。

附图说明

附图1是变压器或电感器集成水冷结构三维结构图(去掉前盖板)。

附图2是变压器或电感器集成水冷结构三维结构图(去掉前盖板上盖板和左盖板)。

附图3是开口矩形导热板的三给结构图。

附图4是U形导热板的三维结构图。

具体实施方式

一种新型高频干式变压器或电感器水冷结构，主要包括：变压器或电感器本体1、壳体2，其特征在于：所述壳体2上集成有对所述变压器或电感器本体1进行冷却的冷却结构21，所述冷却结构21上设置有冷却介质接口211和中空的冷却介质循环腹腔；为了提高冷却能力，集成在壳体2上的所述冷却结构21可以是1个或多个，分别集成在壳体2的一个或多个内表面上；所述冷却结构21的集成方式优选焊接或螺纹固定。

为加强热传导能力，提高变压器或电感器本体1的冷却效率，可以在变压器或电感器绕组的外表面设置开口矩形导热板3；优选开口矩形导热板3高度与变压器或电感器绕组等高开口矩形导热板(3)高度与变压器或电感器绕组等高或每一端低于变压器或电感器绕组3～5毫米，开口宽度以3～5毫米为宜，以防止形成短路匝。为了更进一步加强热传导能力和绝缘能力，变压器或电感器本体1与壳体2的内表面以及开口矩形导热板3之间均设置有间隙，各间隙以绝缘导热材料填充；优选地，变压器或电感器本体1与壳体2的内表面以及开口矩形导热板3之间的间隙以2～3毫米为最佳，在满足绝缘要求的同时，导热能力最好，同时减少绝缘导热材料的填充量，减小体积，节约成本。

为减少变压器或电感器绕组内外的温差，更进一步提升导热能力，可以在变压器或电感器绕组内部设置U形导热板4，U形导热板4的一端在绕组制造过程中，加装在绕组内部，另一端与壳体2的内表面接触；根据需要，每个绕组上设置的U形导热板4可以是一个，也可以是多个。

为了充分利用空气冷却，提高冷却能力，壳体2的外表面可以设置成传统的凸棱状或凸齿状散热结构，同时，还可以将将壳体2的内表面、开口矩形导热板3及U形导热板4与绝缘导热材料接触的表面也设置成传统的凸棱状或凸齿状散热结构，以增加导热面积，提高导热效率。

Claims (10)

1.一种新型高频干式变压器或电感器冷却结构，主要包括：变压器或电感器本体(1)、壳体(2)，其特征在于：所述壳体(2)上集成有对所述变压器或电感器本体进行冷却的冷却结构(21)，所述冷却结构(21)上设置有冷却介质接口(211)和中空的冷却介质循环腹腔。

2.根据权利要求1所述的一种新型高频干式变压器或电感器冷却结构，其特征在于：集成在壳体(2)上的所述冷却结构(21)可以是1个或多个，分别集成在壳体(2)的一个或多个内表面上。

3.根据权利要求1所述的一种新型高频干式变压器或电感器冷却结构，其特征在于：所述冷却结构(21)的集成方式优选焊接或螺纹固定。

4.根据权利要求1所述的一种新型高频干式变压器或电感器冷却结构，其特征在于：所述变压器或电感器绕组的外表面设置开口矩形导热板(3)。

5.根据权利要求4所述的一种新型高频干式变压器或电感器冷却结构，其特征在于：所述开口矩形导热板(3)高度与变压器或电感器绕组等高或每一端低于变压器或电感器绕组3～5毫米，开口宽度优选3～5毫米。

6.根据权利要求4所述的一种新型高频干式变压器或电感器冷却结构，其特征在于：所述变压器或电感器本体(1)与壳体(2)的内表面以及开口矩形导热板(3)之间均设置有间隙，各间隙以绝缘导热材料填充。

7.根据权利要求4所述的一种新型高频干式变压器或电感器冷却结构，其特征在于：变压器或电感器本体(1)与壳体(2)的内表面以及开口矩形导热板(3)之间的间隙为2～3毫米。

8.根据权利要求4所述的一种新型高频干式变压器或电感器冷却结构，其特征在于：所述变压器或电感器绕组内部设置Z形导热板(4)，Z形导热板(4)的一端在绕组制造过程中，加装在绕组内部，另一端与壳体(2)的内表面接触，每个绕组上设置的Z形导热板(4)可以是一个，也可以是多个。

9.根据权利要求1～8任一项所述的一种新型高频干式变压器或电感器冷却结构，其特征在于：所述壳体(2)的外表面可以设置成传统的凸棱状或凸齿状散热结构。

10.根据权利要求8所述的一种新型高频干式变压器或电感器冷却结构，其特征在于：所述壳体(2)内表面、开口矩形导热板(3)及U形导热板(4)与绝缘导热材料接触的表面也设置成传统的凸棱状或凸齿状散热结构。