CN109215985B - 一种高稳定性车载变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及变压器技术领域，具体涉及一种高稳定性车载变压器；其包括第一底板、第二底板、上磁芯、下磁芯、骨架、上绕组和下绕组；所述上磁芯通过骨架与所述下磁芯连接；所述下磁芯安装于所述第一底板上；所述骨架包括上线槽、下线槽以及设于所述上线槽和下线槽之间的气隙槽；所述气隙槽内设有多个隔离条；所述上绕组绕设在上线槽；所述下绕组绕设在下线槽；所述第一底板和第二底板平行设置；所述第一底板和第二底板之间设有抗震组件；所述抗震组件包括弹性支撑件和限位件。本发明通过设置抗震组件，能有效地缓解在运送或使用过程中受到的外力震动，保证变压器的性能稳定。

Description

一种高稳定性车载变压器
技术领域
本发明涉及变压器技术领域，具体涉及一种高稳定性车载变压器。
背景技术
传统的变压器，因使用刚性的底板，容易因在搬运或使用的过程中受到外力的冲击而使得变压器内部结构出现松动，其中的磁芯也容易发生折断或裂纹，影响变压器的性能。导致变压器性能不够稳定。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供了一种高稳定性车载变压器，通过在第一底板和第二底板之间设置抗震组件，能有效地缓解在运送或使用过程中受到的外力震动，保证变压器的性能稳定。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种高稳定性车载变压器，包括第一底板、第二底板、上磁芯、下磁芯、骨架、上绕组和下绕组；所述上磁芯通过骨架与所述下磁芯连接；所述下磁芯安装于所述第一底板上；所述骨架包括上线槽、下线槽以及设于所述上线槽和下线槽之间的气隙槽；所述气隙槽内设有多个隔离条；所述上绕组绕设在上线槽；所述下绕组绕设在下线槽；所述第一底板和第二底板平行设置；所述第一底板和第二底板之间设有抗震组件；所述抗震组件包括弹性支撑件和限位件；所述第二底板的上表面设有若干个凹槽；所述弹性支撑件的一端设于所述凹槽内；所述弹性支撑件的另一端与所述第一底板的底部抵靠；所述限位件的一端与第一底板连接，所述限位件的另一端与所述第二底板连接。
本发明进一步设置为，所述限位件包括固定座、弹簧、套筒以及滑杆；所述固定座与所述第二底板固定连接；所述套筒安装于所述固定座上；所述滑杆穿设于所述套筒内；所述滑杆的底端与所述第一底板连接；所述弹簧套设于所述滑杆上，且所述弹簧的一端与所述套筒抵触，另一端与所述滑杆的底端抵触。
本发明进一步设置为，所述限位件还包括吸盘，所述吸盘设于所述滑杆的底端，所述滑杆通过所述吸盘与所述第一底板连接。
本发明进一步设置为，所述弹性支撑件包括分别设于第二底板两侧的左金属弹片和右金属弹片；所述左金属弹片的一端与所述第二底板一侧的凹槽连接，所述左金属弹片的另一端与所述第一底板的底部抵靠；所述右金属弹片的一端与所述第二底板另一侧的凹槽连接，所述右金属弹片的另一端与所述第一底板的底部抵靠；所述左金属弹片和所述右金属弹片间隔排列设置。
本发明进一步设置为，所述限位件的数量为两组，两组限位件分别设于第一底板与第二底板的两侧。
进一步地，本发明的骨架进一步为高导热PPS骨架，所述高导热PPS骨架包括如下重量份的原料：
其中，所述导热纤维的制备方法包括如下步骤：
A、将聚合物溶于N，N-二甲基甲酰胺中形成纺丝原液，所述纺丝原液中的聚丙烯腈质量浓度为20-40wt％，然后进行静电纺丝，得到聚丙烯腈原丝，其中，所述聚合物由聚丙烯腈和丙烯腈衣康酸铵共聚物按摩尔比为5-7∶3-5的比例组成，静电纺丝的纺丝电压为25-45kV，纺丝温度为35-45℃；
B、将所述聚丙烯腈原丝浸泡于去离子水中，然后离心、冷冻干燥，即得到所述的聚丙烯腈纤维丝，冷冻干燥的温度为-60～-20℃；
C、将导热填料和聚丙烯腈纤维丝加入至去离子水中，进行超声分散2-4h，离心洗涤、干燥，即得到所述的导热纤维，其中，导热填料、聚丙烯腈纤维丝和去离子水的质量比为1∶2-4∶60-80。
聚合物导热系数的提高取决于在基体内形成的导热通路数目及稳定性、界面热阻等。一般而言，当导热填料用量较低时，导热填料对聚合物导热性的提高极为有限，只有导热填料用量增加到足够比例时，导热填料才相互接触形成导热填料，复合材料的导热性能才能明显提高。此外，导热填料加入到PPS中，由于极性、表面化学基团等因素和PPS的相容性较差，导致导热填料在PPS中难以分散，因此进一步增大了导热填料在PPS中形成导热通路的难度。
本发明通过将导热填料分布于聚丙烯腈纤维丝表面上，导热填料借助聚丙烯腈丝的纤维结构可以在PPS中有效构建导热通路，从而提高PPS材料的导热性。此外，导热填料分散于聚丙烯腈纤维丝上，也可以解决导热填料自身易团聚难分散的问题，即使不通过偶联剂改性，导热填料仍具有较好的表现。
另，本发明的导热纤维以聚丙烯腈纤维丝为基体，聚丙烯腈纤维可以协同玻璃纤维提高PPS材料拉伸强度、尺寸稳定性等性能，从而有效降低玻璃纤维的用量，避免玻璃纤维外露的现象发生。
其中，所述聚丙烯腈纤维丝的长度为13.5-21.2μm，直径为115-143nm，孔隙率为64％-87％，孔径为13.4-17.8nm，孔容为8.73-11.48mL/g，所述导热填料为纳米氧化铝，纳米氧化铝的粒径为32-64nm。
其中，所述玻璃纤维的直径为10-16μm，长径比为20-24∶1。玻璃纤维的直径低于8μm，玻璃纤维在混合剪切过程中容易被切断形成粉末，从而增强性大大地降低；玻璃纤维直径大于20μm，玻璃纤维在PPS中分散性较差。进一步地，限定长径比为20-24：1，可以有效提高玻璃纤维在PPS中的分散性，提高玻璃纤维对PPS材料的增强性。
其中，所述润滑剂由第一片状滑石粉和第二片状滑石粉按重量比1-3：1的比例组成，所述第一片状滑石粉的平均粒径为22-34μm，长径比为2.9-4.7∶1，所述第二片状滑石粉的平均粒径为54-81μm，长径比为1.2-2.2∶1。本发明通过采用不同平均粒径和长径比的片状滑石粉进行组合使用，第一片状滑石粉具有较低的粒径和较高的长径比，可以有效改善PPS的熔融流动性，利于PPS、导热纤维和玻璃纤维的混合分散，第二片状滑石粉具有较高的粒径和较低的长径比，在PPS中具有较好的分散性，并且具有较好的稳定性，可以提高PPS复合材料的力学性能。
进一步地，所述PPS骨架的制备方法为：将各原料进行熔融挤出造粒，得到PPS母粒，将PPS母粒进行注塑成型，即得到所述的PPS骨架，其中挤出造粒的温度为260-300℃。
本发明的有益效果是：通过在骨架上预留气隙槽，同时在槽内设置隔离条，使得气隙槽整体为镂空的结构，相比传统的在磁芯中柱开气隙的方式，采用气隙槽的方式，结构更稳定，便于控制电感量和漏感，结构更加紧凑，涡流损耗降低，温升降低；通过设置抗震组件，能有效地缓解在运送或使用过程中受到的外力震动，保证变压器的性能稳定。
附图说明
利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的爆炸图。
图2为第一底板与第二底板之间配合的结构示意图。
图3为图2的侧视图。
图4为本发明第二底板的俯视图。
其中：11-第一底板；12-第二底板；2-上磁芯；3-下磁芯；21-上绕组；31-下绕组；4-骨架；41-上线槽；42-下线槽；43-气隙槽；44-隔离条；5-凹槽；6-限位件；61-固定座；62-弹簧；63-套筒；64-滑杆；65-吸盘；7-弹性支撑件；71-左金属弹片；72-右金属弹片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。
实施例1
如图1-4所示，本实施例所述的一种高稳定性车载变压器，包括第一底板11、第二底板12、上磁芯2、下磁芯3、骨架4、上绕组21和下绕组31；所述上磁芯2通过骨架4与所述下磁芯3连接；所述下磁芯3安装于所述第一底板11上；所述骨架4包括上线槽41、下线槽42以及设于所述上线槽41和下线槽42之间的气隙槽43；所述气隙槽43内设有多个隔离条44；所述上绕组21绕设在上线槽41；所述下绕组31绕设在下线槽42；所述第一底板11和第二底板12平行设置；所述第一底板11和第二底板12之间设有抗震组件；所述抗震组件包括弹性支撑件7和限位件6；所述第二底板12的上表面设有若干个凹槽5；所述弹性支撑件7的一端设于所述凹槽5内；所述弹性支撑件7的另一端与所述第一底板11的底部抵靠；所述限位件6的一端与第一底板11连接，所述限位件6的另一端与所述第二底板12连接。
通过在骨架4上预留气隙槽43，同时在槽内设置隔离条44，使得气隙槽43整体为镂空的结构，相比传统的在磁芯中柱开气隙的方式，采用气隙槽43的方式，结构更稳定，便于控制电感量和漏感，结构更加紧凑，涡流损耗降低，温升降低；通过设置抗震组件，能有效地缓冲在运送或使用过程中受到的外力震动，保证变压器的性能稳定；具体地，弹性支撑件7设于第一底板11和第二底板12之间，当受到外部震动的时候，弹性支撑件7能随之形变，缓冲外部受到的震动，避免外部力直接作用在变压器上，保证变压器性能的稳定性；同时，限位件6用于限制第一底板11和第二底板12相对运动的距离，防止第一底板11与第二底板12在弹性支撑件7形变后恢复的过程中分离。
如图2-4所示，本实施例所述的一种高稳定性车载变压器，所述限位件6包括固定座61、弹簧62、套筒63以及滑杆64；所述固定座61与所述第二底板12固定连接；所述套筒63安装于所述固定座61上；所述滑杆64穿设于所述套筒63内；所述滑杆64的底端与所述第一底板11连接；所述弹簧62套设于所述滑杆64上，且所述弹簧62的一端与所述套筒63抵触，另一端与所述滑杆64的底端抵触。
例如，当第一底板11受到外力的作用往下移动的时候，与第一底板11抵靠的滑杆64在弹簧62的作用力下，跟随第一底板11下移，防止此时的第一底板11与第二底板12间的相对位置产生偏差；在弹性支撑件7复位并向第一底板11施加向上的作用力时，滑杆64跟随第一底板11往上移动，由于设置了套筒63与弹簧62，在第一底板11恢复到原位时，限位件6能再次防止第一底板11与第二底板12间的相对位置产生偏差。
如图2-3所示，本实施例所述的一种高稳定性车载变压器，所述限位件6还包括吸盘65，所述吸盘65设于所述滑杆64的底端，所述滑杆64通过所述吸盘65与所述第一底板11连接。设置吸盘65能进一步加强滑杆64与第一底板11之间的连接强度。
如图4所示，本实施例所述的一种高稳定性车载变压器，所述弹性支撑件7包括分别设于第二底板12两侧的左金属弹片71和右金属弹片72；所述左金属弹片71的一端与所述第二底板12一侧的凹槽5连接，所述左金属弹片71的另一端与所述第一底板11的底部抵靠；所述右金属弹片72的一端与所述第二底板12另一侧的凹槽5连接，所述右金属弹片72的另一端与所述第一底板11的底部抵靠；所述左金属弹片71和所述右金属弹片72间隔排列设置。用于更好缓冲外部的震动力。
如图1-4所示，本实施例所述的一种高稳定性车载变压器所述限位件6的数量为两组，两组限位件6分别设于第一底板11与第二底板12的两侧。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：本发明的骨架4进一步为高导热PPS骨架4，所述高导热PPS骨架4包括如下重量份的原料：
其中，所述导热纤维的制备方法包括如下步骤：
A、将聚合物溶于N，N-二甲基甲酰胺中形成纺丝原液，所述纺丝原液中的聚丙烯腈质量浓度为30wt％，然后进行静电纺丝，得到聚丙烯腈原丝，其中，所述聚合物由聚丙烯腈和丙烯腈衣康酸铵共聚物按摩尔比为3∶2的比例组成，静电纺丝的纺丝电压为35kY，纺丝温度为40℃；
B、将所述聚丙烯腈原丝浸泡于去离子水中，然后离心、冷冻干燥，即得到所述的聚丙烯腈纤维丝，冷冻干燥的温度为-40℃；
C、将导热填料和聚丙烯腈纤维丝加入至去离子水中，进行超声分散3h，离心洗涤、干燥，即得到所述的导热纤维，其中，导热填料、聚丙烯腈纤维丝和去离子水的质量比为1∶3∶70。
其中，所述导热填料为纳米氧化铝，纳米氧化铝的粒径为48nm。
其中，所述玻璃纤维的直径为13μm，长径比为22∶1。
其中，所述润滑剂由第一片状滑石粉和第二片状滑石粉按重量比2∶1的比例组成，所述第一片状滑石粉的平均粒径为28μm，长径比为3.8∶1，所述第二片状滑石粉的平均粒径为63μm，长径比为1.7∶1。
进一步地，所述PPS骨架4的制备方法为：将各原料进行熔融挤出造粒，得到PPS母粒，将PPS母粒进行注塑成型，即得到所述的PPS骨架4，其中挤出造粒的温度为260-300℃。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：本发明的骨架4进一步为高导热PPS骨架4，所述高导热PPS骨架4包括如下重量份的原料：
其中，所述导热纤维的制备方法包括如下步骤：
A、将聚合物溶于N，N-二甲基甲酰胺中形成纺丝原液，所述纺丝原液中的聚丙烯腈质量浓度为20wt％，然后进行静电纺丝，得到聚丙烯腈原丝，其中，所述聚合物由聚丙烯腈和丙烯腈衣康酸铵共聚物按摩尔比为5∶3的比例组成，静电纺丝的纺丝电压为25kY，纺丝温度为35℃；
B、将所述聚丙烯腈原丝浸泡于去离子水中，然后离心、冷冻干燥，即得到所述的聚丙烯腈纤维丝，冷冻干燥的温度为-60℃；
C、将导热填料和聚丙烯腈纤维丝加入至去离子水中，进行超声分散2h，离心洗涤、干燥，即得到所述的导热纤维，其中，导热填料、聚丙烯腈纤维丝和去离子水的质量比为1∶2∶60。
其中，所述导热填料为纳米氧化铝，纳米氧化铝的粒径为32nm。
其中，所述玻璃纤维的直径为10μm，长径比为24∶1。
其中，所述润滑剂由第一片状滑石粉和第二片状滑石粉按重量比1∶1的比例组成，所述第一片状滑石粉的平均粒径为22μm，长径比为4.7∶1，所述第二片状滑石粉的平均粒径为54μm，长径比为2.2∶1。
进一步地，所述PPS骨架4的制备方法为：将各原料进行熔融挤出造粒，得到PPS母粒，将PPS母粒进行注塑成型，即得到所述的PPS骨架4，其中挤出造粒的温度为260-300℃。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：本发明的骨架4进一步为高导热PPS骨架4，所述高导热PPS骨架4包括如下重量份的原料：
其中，所述导热纤维的制备方法包括如下步骤：
A、将聚合物溶于N，N-二甲基甲酰胺中形成纺丝原液，所述纺丝原液中的聚丙烯腈质量浓度为40wt％，然后进行静电纺丝，得到聚丙烯腈原丝，其中，所述聚合物由聚丙烯腈和丙烯腈衣康酸铵共聚物按摩尔比为7∶5的比例组成，静电纺丝的纺丝电压为45kV，纺丝温度为45℃；
B、将所述聚丙烯腈原丝浸泡于去离子水中，然后离心、冷冻干燥，即得到所述的聚丙烯腈纤维丝，冷冻干燥的温度为-20℃；
C、将导热填料和聚丙烯腈纤维丝加入至去离子水中，进行超声分散4h，离心洗涤、干燥，即得到所述的导热纤维，其中，导热填料、聚丙烯腈纤维丝和去离子水的质量比为1∶4∶80。
其中，所述导热填料为纳米氧化铝，纳米氧化铝的粒径为64nm。
其中，所述玻璃纤维的直径为16μm，长径比为24∶1。
其中，所述润滑剂由第一片状滑石粉和第二片状滑石粉按重量比3∶1的比例组成，所述第一片状滑石粉的平均粒径为34μm，长径比为2.9∶1，所述第二片状滑石粉的平均粒径为81μm，长径比为1.2∶1。
进一步地，所述PPS骨架4的制备方法为：将各原料进行熔融挤出造粒，得到PPS母粒，将PPS母粒进行注塑成型，即得到所述的PPS骨架4，其中挤出造粒的温度为260-300℃。
实施例2-4中制得的聚丙烯腈纤维丝的长度为13.5-21.2μm，直径为115-143nm，孔隙率为64％-87％，孔径为13.4-17.8nm，孔容为8.73-11.48mL/g，对实施例2-4的PPS母粒进行性能测试，测试项目、测试标准和测试结果见下表：
由上表可知，本发明的PPS母粒具有优良的力学性能、导热性能和绝缘性，尤其适用于作为本发明的骨架4。
以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (5)

1.一种高稳定性车载变压器，其特征在于：包括第一底板(11)、第二底板(12)、上磁芯(2)、下磁芯(3)、骨架(4)、上绕组(21)和下绕组(31)；所述上磁芯(2)通过骨架(4)与所述下磁芯(3)连接；所述下磁芯(3)安装于所述第一底板(11)上；
所述骨架(4)包括上线槽(41)、下线槽(42)以及设于所述上线槽(41)和下线槽(42)之间的气隙槽(43)；所述气隙槽(43)内设有多个隔离条(44)；所述上绕组(21)绕设在上线槽(41)；所述下绕组(31)绕设在下线槽(42)；
所述第一底板(11)和第二底板(12)平行设置；所述第一底板(11)和第二底板(12)之间设有抗震组件；所述抗震组件包括弹性支撑件(7)和限位件(6)；
所述第二底板(12)的上表面设有若干个凹槽(5)；
所述弹性支撑件(7)的一端设于所述凹槽(5)内；所述弹性支撑件(7)的另一端与所述第一底板(11)的底部抵靠；
所述限位件(6)的一端与第一底板(11)连接，所述限位件(6)的另一端与所述第二底板(12)连接。
2.根据权利要求1所述的一种高稳定性车载变压器，其特征在于：所述限位件(6)包括固定座(61)、弹簧(62)、套筒(63)以及滑杆(64)；
所述固定座(61)与所述第二底板(12)固定连接；所述套筒(63)安装于所述固定座(61)上；所述滑杆(64)穿设于所述套筒(63)内；所述滑杆(64)的底端与所述第一底板(11)连接；所述弹簧(62)套设于所述滑杆(64)上，且所述弹簧(62)的一端与所述套筒(63)抵触，另一端与所述滑杆(64)的底端抵触。
3.根据权利要求2所述的一种高稳定性车载变压器，其特征在于：所述限位件(6)还包括吸盘(65)，所述吸盘(65)设于所述滑杆(64)的底端，所述滑杆(64)通过所述吸盘(65)与所述第一底板(11)连接。
4.根据权利要求1所述的一种高稳定性车载变压器，其特征在于：所述弹性支撑件(7)包括分别设于第二底板(12)两侧的左金属弹片(71)和右金属弹片(72)；
所述左金属弹片(71)的一端与所述第二底板(12)一侧的凹槽(5)连接，所述左金属弹片(71)的另一端与所述第一底板(11)的底部抵靠；
所述右金属弹片(72)的一端与所述第二底板(12)另一侧的凹槽(5)连接，所述右金属弹片(72)的另一端与所述第一底板(11)的底部抵靠；
所述左金属弹片(71)和所述右金属弹片(72)间隔排列设置。
5.根据权利要求1所述的一种高稳定性车载变压器，其特征在于：所述限位件(6)的数量为两组，两组限位件(6)分别设于第一底板(11)与第二底板(12)的两侧。
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