CN113257530A

CN113257530A - 一种圆形磁条导磁变压器

Info

Publication number: CN113257530A
Application number: CN202110325249.XA
Authority: CN
Inventors: 向礼晖; 王艺霏; 汤睿; 褚晶; 王炜一; 王金洪
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-03-26
Filing date: 2021-03-26
Publication date: 2021-08-13

Abstract

本发明公开了一种圆形磁条导磁变压器，包括漆线包和环形铁芯，漆线包绕制在环形铁芯上，环形铁芯采用磁导线紧密绕制多圈构成环状，磁导线的两自由端固定连接形成磁闭合回路。本发明的变压器采用磁导线绕制无数圈后闭合形成环形铁芯，相比现有的，散热性更好，制作更简单容易，可以绕制很复杂的外形和很复杂的横截面，震动声音更小，避免产生磁阻，应用于低频、中频、高频导磁变压器，并且铜损小，对电力系统冲击力小。

Description

一种圆形磁条导磁变压器

技术领域

本发明涉及一种圆形磁条导磁变压器，属于变压器技术领域。

背景技术

现有的变压器在制作过程中，制作费时费力，噪声大，磁芯并未形成闭合回路，磁阻大。中高频变压器中更是难以实现，容易形成纵向涡流、铁损大，单靠增加磁阻来降低涡流，同时增加了铜损。若减小磁阻，就增加涡流；励磁涌流对电力系统冲击力大，散热性差，使用寿命短。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种圆形磁条导磁变压器，以解决上述现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术生产方案为：一种圆形磁条导磁变压器，包括漆线包和环形铁芯，漆线包绕制在环形铁芯上，环形铁芯采用磁导线紧密绕制多圈构成环状，磁导线的两自由端固定连接形成磁闭合回路。

优选的，上述磁导线采用多根磁导体条螺旋缠绕而成，磁导体条的直径为1.5-8毫米；

优选的，上述磁导体条采用硅钢磁条或坡莫合金磁条。

优选的，上述每根磁导体条表面设置绝缘漆层。

优选的，上述环形铁芯内设置至少一根绝缘散热管，绝缘散热管连接到SF₆压缩机。

优选的，上述SF₆压缩机连接到冷凝器和蒸发器，冷凝器和蒸发器连接到斯特林发电机。

优选的，上述绝缘散热管采用导热耐高温塑料。

优选的，上述环形铁芯上至少一根磁导线上加装有电流互感器。

优选的，上述磁导线的两自由端采用45度斜口压接，并采用螺钉锁紧。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的效果如下：

（1）本发明的绕制的变压器环形铁芯的磁导线中间有很小的气穴，便于散热；

（2）本发明的磁回路只有一个断开；而针对现有的大型变压器铜排绕组用硅钢片断口多，绕制硅钢片叠成很不容易生产，本发明绕制后只有一个断口，绕制更容易，制作更简单，本发明的方案用在大型变压器无油化先浇筑铜线包后，再绕制磁回路更方便；磁回路是线状，绕组也是线状，制作流程方便；圆形截面的磁体很容易朝向任何方向弯曲，内部结构都不会发生变形，可以绕制很复杂的外形和很复杂的横截面；圆形的表面积最大，散热效果最好；生产圆线形的硅钢或坡莫合金都比薄片状容易

（3）绕制的圆形磁导线相比现有的两硅钢片片之间震动声音更小，使得整个变压器的噪声大大降低；

（3）在生产薄片的硅钢片时，磁阻很容易硅钢片边缘形成导磁低，而圆形截面的磁条很少产生不规则不均匀的磁力线，导磁率相对均匀；

（4）每根磁导线之间有设置绝缘层实现绝缘，从而形成磁回路之间有绝缘，但是最后磁条的一头一尾要热熔压接，成为一个完整的磁闭合回路；

（5）本发明可以广泛应用于低频、中频、高频变压器，圆线形磁条不会形成纵向平面涡流、高频电磁通走表面的，圆形的表面积最大；

（6）铜损小：由于环形铁芯是采用磁导线见缝插针，使气泄减小，铜线圈与环形铁芯空泄比滚动式绕组小很多，由于铜绕组紧靠环形铁芯，所以铜线长度小，同样的长的铜线我这个可以绕60匝，过去的只能绕50匝，所以铜损耗小；铁损小：每个环形铁芯采用的线圈铁芯多次回转缠绕后只有一个断口，所以比多断口铁损更小；

（7）送电时，在正半周顶峰时励磁涌流非常大，大型变压器瞬间对变压器、对电力系统冲击力非常大，采用本发明的结构，由于磁回路打开非常长，磁通会阻碍励磁涌流的大突变，使励磁涌流的冲击大大缓解；

（8）在环形铁芯的少量磁导线上加装电流互感器，用小电流来监控大变压器的故障监测及变压器继电保护可靠性动作；

（9）磁导线闭环45度斜口压接、热熔铝粉与氧化铁反应焊接，便于闭合；

（10）环形铁芯中间穿入多根绝缘散热管，并采用用SF₆压缩机来压SF₆气体使之产生热量搬出，实现散热，并可以生产热水，甚至生产热电；绝缘散热管可采用多种导热耐高温塑料，如LCP的耐热达280度，PA46也可以达260，还有PET导热塑料，耐热在130左右；氟塑料具有耐高温和阻燃的特性氟塑料具有难燃性和优异的耐热性；

（11）由于采用圆形磁导线的环形铁芯的表面积最大，趋肤效应最小，高频工作时环形铁芯发热小，再配合内部绝缘散热管的内心冷却方式，温度变化幅度不大，环形铁芯的导磁发热不会超过居里温度；

（12）由于环形铁芯采用穿进环绕方式，环形铁芯路径最短，可以弥补高频变压器不走磁回路走最短的空气穴、容易发热、噪音大的缺陷；

（13）在高频变压器接头中，采用铜箔焊接，起到均匀分布电场；内铜箔一般加工方法:焊接引线；包胶带的方式一般有以下几种：胶带须拉紧包平，不可翻起刺破，不可露铜线，最外层胶带不宜包得太紧，以免影响电场均匀；包胶带好后再包铜屏蔽，防止电磁线外穿发生打火放电影响绝缘；

（14）本发明的这个磁缠绕是一个克莱因瓶或者是一个莫比乌斯带，导磁磁场是一个四维空间同理莫比乌斯带、克莱因瓶一个原理，在铜绕组上受到重复的四维叠加磁场空间分布作用；当一个虫子走在莫比乌斯带上时，它永远走莫比乌斯带正反两个面，磁通、磁力线两面都走到，材料利用价值高，圆柱形更是每个面磁力线都走到，同理磁通、磁力线每个面走到相当于是一个克莱因瓶四维空间磁通，横截面铁芯相对做得比较小，用铜就少；

（15）当低、中、高频变压器铁芯温度高到28°C时，制冷的SF₆压缩机开始启动制冷，当制冷到8°C时停止SF₆压缩机制冷；

（16）本发明针对的是单相线圈，同理适用于ABC三相变压器。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为磁导线截面结构示意图；

图3为磁导线闭合处压接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

实施例1：如图1-图3所示，一种圆形磁条导磁变压器，包括漆线包1和环形铁芯2，漆线包1绕制在环形铁芯2上，环形铁芯2采用磁导线3紧密绕制多圈构成环状，磁导线3的两自由端固定连接形成磁闭合回路。

优选的，上述磁导线3采用多根磁导体条螺旋缠绕而成，磁导体条的直径为1.5-8毫米；磁导体条采用硅钢磁条或坡莫合金磁条；上述每根磁导体条表面设置绝缘漆层。

优选的，上述环形铁芯2内设置至少一根绝缘散热管4，绝缘散热管4连接到SF₆压缩机，SF₆压缩机连接到冷凝器和蒸发器，冷凝器和蒸发器分别通过其自身铜管套接到斯特林发电机连接的热气缸和冷气缸，能够使用冷热变化实现发电输出。

优选的，上述绝缘散热管4采用导热耐高温塑料。

优选的，上述环形铁芯2上至少一根磁导线上加装有电流互感器5，磁导线穿过电流互感器，实现磁导线中电流测量。

优选的，上述磁导线3的两自由端采用45度斜口压接，并采用螺钉6锁紧，压接时采用铝套8不闭环内嵌绝缘胶套7压接两自由端，斜口采用热熔压接。

本发明的变压器能应用在高中低频变压器的原因：

在低频下（一般指小于10kHz）,硅钢片的磁导率高,且铁损耗值相对较低（因为在低频下环形铁芯损耗主要是磁滞损耗,涡流损耗很小的）,Bs值高（适合低频大功率变压器）,因此同样适合低频变压器；

铁氧体则较小（主要是由于环形铁芯在高频下的损耗主要以涡流损耗为主，所以在高频变压器过去采用铁氧体铁芯，增大磁导体的电阻率，使涡流减小；现在我们采用圆线形磁条不会形成纵向平面涡流，因此特别适合中、高频变压器；

用什么铁芯与成本也有很大的关系，中、高频变压器若用铁氧体做铁芯，最好的铁氧体磁通密度只能取4000高斯左右，而硅钢片可取16000高斯以上，也就是说，用硅钢绕100圈，用铁氧体同样的铁芯截面积圈数要绕400圈，即使铁氧体不要钱，多绕的300圈铜线的价格远超过硅钢变压器的价格，何况，圈数多了要保持电阻值不变，线径要加粗，圈数多了，线加粗了，窗口面积也要增加，变压器体积变的很大，所以圆形磁条导磁变压器适合生产低、中、高频变压器，节约成本；

高频变压器和电感器中，主要包括以下几个方面：

① 功率变压器变流器，大型直流输电及开关电源变压器用于传输功率，变换电压和隔离等。要求材料有高的饱和磁感应强度和低功率损耗。

② 信号传输变压器，用于不失真的传输交流或脉冲信号，阻抗匹配，隔离等。要求材料有高磁导率，低磁滞损耗和对直流的敏感小。

③ 电信领域的滤波器电感，要求有良好的稳定性和高Q值。材料的损耗小、在规定的温度范围内有很低的温度系数、对时间有很好的稳定性。

④ 干扰抑制器，抑制不需要的高频干扰信号，通过有用的高频信号。要求在覆盖的频率范围内有高阻抗（高磁导率）。

⑤ 延迟脉冲电路的电感，用于脉冲的延迟。要求材料有高的磁导率。

⑥ 储能、平滑电路电感。要求材料有高的饱和磁感应强度值。

⑦ 调谐回路电感，有一定的通频带。要求材料有适当的损耗和较好的温度稳定。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种圆形磁条导磁变压器，其特征在于：包括漆线包（1）和环形铁芯（2），漆线包（1）绕制在环形铁芯（2）上，环形铁芯（2）采用磁导线（3）紧密绕制多圈构成环状，磁导线（3）的两自由端固定连接形成磁闭合回路。

2.根据权利要求1所述的一种圆形磁条导磁变压器，其特征在于：磁导线（3）采用多根磁导体条螺旋缠绕而成，磁导体条的直径为1.5-8毫米。

3.根据权利要求2所述的一种圆形磁条导磁变压器，其特征在于：磁导体条采用硅钢磁条或坡莫合金磁条。

4.根据权利要求2所述的一种圆形磁条导磁变压器，其特征在于：每根磁导体条表面设置绝缘漆层。

5.根据权利要求1所述的一种圆形磁条导磁变压器，其特征在于：环形铁芯（2）内设置至少一根绝缘散热管（4），绝缘散热管（4）连接到SF₆压缩机。

6.根据权利要求5所述的一种圆形磁条导磁变压器，其特征在于：SF₆压缩机连接到冷凝器和蒸发器，冷凝器和蒸发器分别连接到斯特林发电机。

7.根据权利要求4所述的一种圆形磁条导磁变压器，其特征在于：绝缘散热管（4）采用导热耐高温塑料。

8.根据权利要求1所述的一种圆形磁条导磁变压器，其特征在于：环形铁芯（2）上至少一根磁导线上加装有电流互感器（5）。

9.根据权利要求1所述的一种圆形磁条导磁变压器，其特征在于：磁导线（3）的两自由端采用45度斜口压接，并采用螺钉锁紧。