CN113823506A - 一种高频变压器及其封装方法和用途 - Google Patents

一种高频变压器及其封装方法和用途 Download PDF

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张翀
张卓
颜丙越
王琨
田野
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Global Energy Interconnection Research Institute
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State Grid Corp of China SGCC
Global Energy Interconnection Research Institute
Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明属于变压器封装技术领域,具体涉及一种高频变压器及其封装方法和用途。所述封装方法是,将高频变压器配件置于模具中,采用封装材料填充模具,固化,脱模,冷却至室温,进行温度处理;其中,温度处理采用以下任意一种方式进行:方式1:降温至‑30~‑20℃保持1‑24h,升温至‑10~10℃,保持1‑24h,升温至80‑120℃保持1‑72h;方式2:降温至‑30~‑20℃,保持1~24h,升温至80~120℃,保持1~72h;方式3:升温至80~120℃,保持1~72h;方式4:升温至80~120℃,保持1~72h,降温至‑30~‑20℃,保持1~24h。本发明提供的封装方法,在固化完成后,进行温度处理,可以使高频变压器内应力实现再分配,降低了因应力集中导致的电场畸变,降低了局部放电,适用于高频变压器的封装。

Description

一种高频变压器及其封装方法和用途
技术领域
本发明涉及变压器封装技术领域,具体涉及一种高频变压器及其封装方法和用途。
背景技术
高频变压器是基于电力电子变换技术和电磁感应原理,能够灵活地实现电能流动及电能质量调控,是分布式智能电网的核心设备DC/DC变换器中的关键部件,起着电气隔离、电压变换、传输功率等关键性作用,高频变压器包括铁芯以及线圈,铁芯和线圈之间均需要用封装材料进行封装以达到绝缘和固定的作用。
目前,最常用的封装材料为环氧树脂,环氧树脂绝缘材料作为高频变压器的主绝缘材料,其具有优良的力学性能、以及高介电性能、耐表面漏电、耐电弧等优良的绝缘性能。对高频变压器采用环氧固封绝缘方式,可有效减小高频变压器的高低压之间的绝缘距离,进而减小高频变压器的体积,同时能够避免常规油绝缘带来的防火设计难度大的问题。
现有技术中公开了一种电子变压器芯的封装方法,将多个高压线圈、低压线圈和磁芯组合成的变压器芯并排放入金属成型模具的内腔中,并在相邻的两个变压器芯之间设置隔离片,然后向成型模具内灌装环氧树脂,随后对模具进行加热、固化,即封装好了变压器芯。但是,利用环氧树脂固封高频变压器,高频变压器内部结构复杂,存在内部应力分布、电场分布不均匀,易发生局部放电,进而导致绝缘失效发生击穿的问题。
发明内容
因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的封装后的高频变压器内部应力、电场分布不均匀,易发生局部放电,进而导致绝缘失效发生击穿的缺陷,从而提供一种高频变压器及其封装方法和用途。
为此,本发明提供了以下技术方案。
本发明提供了一种高频变压器封装方法,包括以下步骤:
将高频变压器配件置于模具中,采用封装材料填充模具,固化,脱模,冷却至室温,进行温度处理;
其中,所述温度处理采用以下任意一种方式进行:
方式1:降温至-30~-20℃保持1-24h,升温至-10~10℃,保持1-24h,升温至80-120℃保持1-72h;
方式2:降温至-30~-20℃,保持1~24h,升温至80~120℃,保持1~72h;
方式3:升温至80~120℃,保持1~72h;
方式4:升温至80~120℃,保持1~72h,降温至-30~-20℃,保持1~24h。
可选的,以5-10℃/h的速度降温至-30~-20℃;以5-10℃/h的速度升温至-10~10℃;以10-20℃/h的速度升温至80-120℃。
可选的,所述温度处理采用以下任意一种方式进行:
方式1:以5~10℃/h的速度降温至-30~-20℃,保持12~24h,然后以5~10℃/h的速度升温至-10~10℃,保持12~24h,继续以10~20℃/h的速度升温至80~120℃,保持24~72h;
方式2:以5~10℃/h的速度降温至-30~-20℃,保持12~24h,然后以10~20℃/h的速度升温至80~120℃,保持24~72h;
方式3:以10~20℃/h的速度升温至80~120℃,保持24~72h;
方式4:以10~20℃/h的速度升温至80~120℃,保持24~72h,以5~10℃/h的速度降温至-30~-20℃,保持12~24h。
可选的,所述固化前还包括预热步骤;
所述预热温度为80-110℃,预热时间为5-20h。
可选的,对所述封装材料进行脱气处理;
脱气温度为50-70℃,脱气压强为100-800Pa,脱气时间为10-60min。
可选的,所述封装材料采用浇注的方式填充模具;
所述浇注温度为50-70℃,压强为100-800Pa,浇注时间为10-60min,浇注完成后保压0-60min;
保压步骤后升压至1.5×105Pa~4×105Pa,保持时间为10-60min。
可选的,所述固化温度为70-150℃,固化时间为10-24h。
可选的,所述封装材料以环氧树脂作为固化组分;所述封装材料中还包括本领域常用的填料和固化剂等常规组分,将这些组分混合均匀后作为封装材料,可选的,封装材料的混合温度为50-70℃。
本发明提供了一种上述方法得到的高频变压器。
本发明还提供了一种上述的高频变压器在柔性变电站或轨道机车中的应用。
优选地,所述方法包括以下步骤:
1)将高频变压器组件装配并置于模具中,所述组件包括铁芯和线圈;
2)将模具在80~110℃下预热5~20小时;
3)将封装材料的各组分混合均匀,然后真空脱气,混合温度50~70℃,脱气时压强为100~800Pa,脱气时间为10~60min;
4)将脱气后的封装材料浇注入模具,浇注条件为:浇注温度50~70℃,压强100~800Pa,在10~60min内完成浇注,完成后保持压强0~60min;
5)加压至1.5×105Pa~4×105Pa,保持10~60min;
6)在70~150℃下分段固化,固化时间10~24h,固化后脱模,将脱模后的产品静置降温至室温,即20~25℃;
7)采用如下四种方式中的任意一种进行温度处理:
方式1:以5~10℃/h的速度降温至-30~-20℃,保持1~24h,然后以5~10℃/h的速度升温至-10~10℃,保持1~24h,继续以10~20℃/h的速度升温至80~120℃,保持1~72h;
方式2:以5~10℃/h的速度降温至-30~-20℃,保持1~24h,然后以10~20℃/h的速度升温至80~120℃,保持1~72h;
方式3:以10~20℃/h的速度升温至80~120℃,保持1~72h;
方式4:以10~20℃/h的速度升温至80~120℃,保持1~72h,以5~10℃/h的速度降温至-30~-20℃,保持1~24h。
本发明技术方案,具有如下优点:
本发明提供的高频变压器封装方法,包括,将高频变压器配件置于模具中,采用封装材料填充模具,固化,脱模,冷却至室温,进行温度处理;其中,所述温度处理采用以下任意一种方式进行:方式1:降温至-30~-20℃保持1-24h,升温至-10~10℃,保持1-24h,升温至80-120℃保持1-72h;方式2:降温至-30~-20℃,保持1~24h,升温至80~120℃,保持1~72h;方式3:升温至80~120℃,保持1~72h;方式4:升温至80~120℃,保持1~72h,降温至-30~-20℃,保持1~24h。本发明提供的封装方法,在固化完成后,进行温度处理,可以使高频变压器内应力实现再分配,降低了因应力集中导致的电场畸变,降低了局部放电,其中,在方式1和方式2的温度处理中,首先降温,使固化材料发生收缩,收紧了高频变压器内部各种组件界面处可能存在的孔隙,然后升温,将可固化材料温度升高至玻璃化转变温度以上,使其变软,释放可固化材料内应力,减少了孔隙缺陷和应力分布缺陷,从而降低了局部放电量,是最优选的温度处理方式。通过此方法制造的高频变压器采用“GB 1094.11-2007电力变压器第11部分:干式变压器”中“22局部放电(例行试验和特殊试验)”所规定的方法测定的每一相的工频局部放电值,与未进行温度处理的高频变压器相比,可从100~2000pC降低至10pC以下。
另外,本发明的温度处理方式1相对于方式2,在降温与升温之间设置了一个缓冲温度,防止温度升高过快导致高频变压器背部温度不均匀,使环氧树脂材料开裂。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
为了解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种高频变压器封装方法、采用该封装方法的压器以及高频变压器的用途。
发明人意外地发现,在环氧树脂固化后,增加温度处理步骤,可以使全环氧树脂封装高频变压器内部应力实现再分配,内部应力得到有效降低,而且内部应力分布以及电场分布更为均匀,从而避免因应力集中导致的电场畸变,避免局部放电以及绝缘失效发生击穿现象的发生,并由此完成了本发明。
本发明一个方面提供了一种高频变压器封装方法,包括以下步骤:
将高频变压器配件置于模具中,采用封装材料填充模具,固化,脱模,冷却至室温,进行温度处理;
其中,所述温度处理采用以下任意一种方式进行:
方式1:降温至-30~-20℃保持1-24h,升温至-10~10℃,保持1-24h,升温至80-120℃保持1-72h;
方式2:降温至-30~-20℃,保持1~24h,升温至80~120℃,保持1~72h;
方式3:升温至80~120℃,保持1~72h;
方式4:升温至80~120℃,保持1~72h,降温至-30~-20℃,保持1~24h。
在本发明中,所述高频变压器指工作频率超过中频(10kHz)的电源变压器。
所述变压组件为本领域技术人员所熟知的组件,典型但非限制性的高频变压组件包括铁芯、线圈、冷却水管、网格布、橡胶缓冲层、绝缘筒、半导电纸等。
高频变压器组件的装配方式为本领域常规的装配方式。
待将组件装配并置于模具后,采用封装材料填充模具以达到封装的目的,所述封装材料包括环氧树脂。
在本发明中,所述封装材料为可固化材料,可固化材料包括环氧树脂及必要的固化剂,还可以包括其他组分,其他组分可由本领域技术人员根据自己掌握的知识进行确定,例如,固化促进剂、抗氧化剂、光稳定剂、阻燃剂、填料、增塑剂、染料、颜料、杀真菌剂、触变剂、韧性改进剂、消泡剂、抗静电剂、润滑剂、抗沉降剂、湿润剂和脱模剂等。所述环氧树脂为本领域常规的可固化环氧树脂。
所述封装材料包含的各组分的含量可由本领域技术人员根据自己掌握的知识进行确定。典型但非限制性的封装材料的组成如:预混二氧化硅填料的环氧树脂和预混二氧化硅填料的固化剂两种组分,质量比1:1,可以根据选择的环氧树脂选择匹配的固化剂。
在本发明中,所述方法优选适用于高频变压器全环氧封装方法,“全环氧封装”的含义是相对于铁芯不封入环氧固化物中的常规变压器的“非全封装”结构,此类结构只将线圈封装在环氧中,剩余结构暴露在空气中或只涂绝缘漆。
在本发明一种优选地实施方式中,待将装配好的高频变压器组件置于模具后,对模具进行预热。典型但非限制性的模具预热方法为:在80~110℃下预热5~20小时,例如为:85℃预热20小时、90℃预热15小时、95℃预热15小时、100℃预热20小时或105℃预热20小时。
在本发明一种优选地实施方式中,将混合均匀的封装材料进行脱气后,再用于填充模具。例如,可以将封装材料的各组分均匀混合,然后进行脱气。所述混合的温度例如可以为50~70℃。示例性的脱气方法为真空脱气。典型但非限制性的优选实施方式为:将封装材料的各组分均匀混合后进行真空脱气,混合温度50~70℃(例如为,53℃、56℃、59℃、62℃、65℃或68℃),脱气时压强为100~800Pa,脱气时间10~60min,待真空脱气完成后,再用于填充模具。为了提升混合和脱气效果,脱气过程中优选进行搅拌。
在本发明一种优选地实施方式中,将封装材料浇注入模具,以填充模具。典型但非限制性的浇注封装材料的条件为:浇注温度50~70℃(例如52℃、54℃、56℃、58℃、60℃、62℃、64℃、66℃或68℃),压强100~800Pa(例如150Pa、200Pa、250Pa、300Pa、350Pa、400Pa、450Pa、500Pa、550Pa、600Pa、650Pa、700Pa或750Pa),在10~60min(例如15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min或55min)内完成浇注,浇注完成后保持压强0~60min(包括0,例如5min、10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min或55min)。
在本发明一种优选地实施方式中,浇注完成保持压强0~60min后,加压至1.5×105Pa~4×105Pa,保持10~60min。
在本发明一种优选地实施方式中,在70~150℃下固化,固化时间为10~24h。所述固化优选为多个温度分段固化,固化时间为10~24h。典型但非限制性的分段固化的方式为:80℃固化4小时,然后升温至140℃固化12小时。固化后脱模,将脱模后的产品静置降温至室温,即20~25℃。
在本发明一种优选地实施方式中,温度处理采用如下四种方式中的任意一种:
方式1:以5~10℃/h(例如6℃/h、7℃/h、8℃/h或9℃/h)的速度降温至-30~-20℃(例如-25℃、-20℃、-15℃、-10℃、-5℃、0℃、5℃、10℃或15℃),保持1~24h(例如5h、10h、15h或20h),然后以5~10℃/h(例如6℃/h、7℃/h、8℃/h或9℃/h)的速度升温至-10~10℃(例如-5℃、0℃或5℃),保持1~24h(例如5h、10h、15h或20h),继续以10~20℃/h(例如12℃/h、14℃/h、16℃/h或18℃/h)的速度升温至80~120℃(例如85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、100℃或115℃),保持1~72h(例如10h、20h、30h、40h、50h、60h或70h);
方式2:以5~10℃/h(例如6℃/h、7℃/h、8℃/h或9℃/h)的速度降温至-30~-20℃(例如-25℃、-20℃、-15℃、-10℃、-5℃、0℃、5℃、10℃或15℃),保持1~24h(例如5h、10h、15h或20h),然后以10~20℃/h(例如12℃/h、14℃/h、16℃/h或18℃/h)的速度升温至80~120℃(例如85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、100℃或115℃),保持1~72h(例如10h、20h、30h、40h、50h、60h或70h);
方式3:以10~20℃/h(例如12℃/h、14℃/h、16℃/h或18℃/h)的速度升温至80~120℃(例如85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、100℃或115℃),保持1~72h(例如10h、20h、30h、40h、50h、60h或70h);
方式4:以10~20℃/h(例如12℃/h、14℃/h、16℃/h或18℃/h)的速度升温至80~120℃(例如85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、100℃或115℃),保持1~72h(例如10h、20h、30h、40h、50h、60h或70h),以5~10℃/h(例如6℃/h、7℃/h、8℃/h或9℃/h)的速度降温至-30~-20℃(例如-25℃、-20℃、-15℃、-10℃、-5℃、0℃、5℃、10℃或15℃),保持1~24h(例如5h、10h、15h或20h)。
在方式1或方式2的温度处理方式中,首先降温,使环氧树脂材料发生收缩,收紧了高频变压器内部各种组件界面处可能存在的孔隙,然后升温,将环氧树脂材料温度升高至玻璃化转变温度以上,使其变软,释放环氧树脂材料内应力,减少了孔隙缺陷和应力分布缺陷,从而降低了局部放电量。
温度处理方式1相对于方式2,在降温与升温之间设置了一个缓冲温度,防止温度升高过快导致高频变压器背部温度不均匀,使环氧树脂材料开裂。
在本发明一种优选地实施方式中,方式1优选以如下的方式进行:
以5~10℃/h的速度降温至-30~-20℃,保持12~24h,然后以5~10℃/h的速度升温至-10~10℃,保持12~24h,继续以10~20℃/h的速度升温至80~120℃,保持24~72h;
在本发明一种优选地实施方式中,方式2以如下的方式进行:
方式2:以5~10℃/h的速度降温至-30~-20℃,保持12~24h,然后以10~20℃/h的速度升温至80~120℃,保持24~72h。
在本发明一种优选地实施方式中,方式3以如下的方式进行:
方式3:以10~20℃/h的速度升温至80~120℃,保持24~72h;
在本发明一种优选地实施方式中,方式4以如下的方式进行:
方式4:以10~20℃/h的速度升温至80~120℃,保持24~72h,以5~10℃/h的速度降温至-30~-20℃,保持12~24h。
在本发明一种优选地实施方式中,所述高频变压器的封装方法,包括以下步骤:
1)将高频变压器组件装配并置于模具中,所述组件包括铁芯和线圈;
2)将模具在80~110℃下预热5~20小时;
3)将封装材料的各组分混合均匀,然后真空脱气,混合温度50~70℃,脱气时压强为100~800Pa,脱气时间10~60min;
4)将脱气后的封装材料浇注入模具,浇注条件为:浇注温度50~70℃,压强100~800Pa,在10~60min内完成浇注,完成后保持压强0~60min;
5)加压至1.5×105Pa~4×105Pa,保持10~60min;
6)在70~150℃下分段固化,固化时间10~24h,固化后脱模,将脱模后的产品静置降温至室温,即20~25℃;
7)采用如下四种方式中的任意一种进行温度处理:
方式1:以5~10℃/h的速度降温至-30~-20℃,保持1~24h,然后以5~10℃/h的速度升温至-10~10℃,保持1~24h,继续以10~20℃/h的速度升温至80~120℃,保持1~72h;
方式2:以5~10℃/h的速度降温至-30~-20℃,保持1~24h,然后以10~20℃/h的速度升温至80~120℃,保持1~72h;
方式3:以10~20℃/h的速度升温至80~120℃,保持1~72h;
方式4:以10~20℃/h的速度升温至80~120℃,保持1~72h,以5~10℃/h的速度降温至-30~-20℃,保持1~24h。
根据本发明的另一方面,提供了一种采用如上所述方法得到的高频变压器。
根据本发明的另一方面,提供了一种如上所述的高频变压器在柔性变电站或轨道机车中的应用。
为了便于数据之间的对比,本发明以下实施例和对比例中采用的环氧树脂和固化剂采用相同的规格,具体规格如下:
环氧树脂由赛思迈(上海)新材料科技有限公司提供,型号S-214A;
固化剂由赛思迈(上海)新材料科技有限公司提供,型号S-214B。
实施例1
本实施例提供一种高频变压器封装方法,包括以下步骤:
1.将铁芯、线圈、冷却水管、玻璃纤维网格布和半导电纸进行装配并置于模具中,然后将模具在85℃下预热10h,得到预热后的模具;
2.将赛思迈(上海)新材料科技有限公司环氧树脂S-214A、固化剂S-214B两种组分,质量比1:1,在65℃混合均匀,然后进行脱气处理,脱气压强为300Pa,脱气时间为20min。将脱气后的封装材料采用浇注的方式,浇入到预热后的模具中,浇注温度为65℃,压强为300Pa,在30min内完成浇注,完成后保持压强30min,加压至2×105Pa,保持30min,得到填充后的模具。
3.将填充后的模具移入固化烘箱,在80℃固化4h,然后升温至140℃固化12h,固化后脱模,将脱模后的产品静置降温至25℃;冷却完成后将高频变压器以10℃/h的速度降温至-20℃,保持1h,然后以10℃/h的速度升温至-10℃,保持2h,继续以10℃/h的速度升温至80℃,保持1h。即对高频变压器组件封装完成。
实施例2
本实施例提供一种高频变压器封装方法,包括以下步骤:
1.将铁芯和线圈进行装配并置于模具中,然后将模具在90℃下预热15h,得到预热后的模具;
2.将赛思迈(上海)新材料科技有限公司环氧树脂S-214A、固化剂S-214B两种组分,质量比1:1,在70℃混合均匀,然后进行脱气处理,脱气压强为800Pa,脱气时间为10min。将脱气后的封装材料采用浇注的方式,浇入到预热后的模具中,浇注温度为70℃,压强为800Pa,在60min内完成浇注,完成后保持压强60min,加压至1.5×105Pa,保持10min,得到填充后的模具。
3.将填充后的模具移入固化烘箱,在70℃固化4h,然后升温至130℃固化20h,固化后脱模,将脱模后的产品静置降温至23℃;冷却完成后将高频变压器以10℃/h的速度降温至-30℃,保持1h,然后以20℃/h的速度升温至120℃,保持2h。即对高频变压器组件封装完成。
实施例3
本实施例提供一种高频变压器封装方法,包括以下步骤:
1.将铁芯、线圈、冷却水管和玻璃纤维网格布进行装配并置于模具中,然后将模具在95℃下预热12h,得到预热后的模具;
2.将赛思迈(上海)新材料科技有限公司环氧树脂S-214A、固化剂S-214B两种组分,质量比1:1,在70℃混合均匀,然后进行脱气处理,脱气压强为100Pa,脱气时间为20min。将脱气后的封装材料采用浇注的方式,浇入到预热后的模具中,浇注温度为66℃,压强为530Pa,在35min内完成浇注,完成后保持压强35min,加压至3×105Pa,保持30min,得到填充后的模具。
3.将填充后的模具移入固化烘箱,在90℃固化3h,然后升温至150℃固化7h,固化后脱模,将脱模后的产品静置降温至20℃;冷却完成后将高频变压器以20℃/h的速度升温至117℃,保持32h。即对高频变压器组件封装完成。
实施例4
本实施例提供一种高频变压器封装方法,包括以下步骤:
1.将铁芯、线圈、玻璃纤维网格布和半导电纸进行装配并置于模具中,然后将模具在80℃下预热20h,得到预热后的模具;
2.将赛思迈(上海)新材料科技有限公司环氧树脂S-214A、固化剂S-214B两种组分,质量比1:1,在70℃混合均匀,然后进行脱气处理,脱气压强为100Pa,脱气时间为60min。将脱气后的封装材料采用浇注的方式,浇入到预热后的模具中,浇注温度为70℃,压强为100Pa,在60min内完成浇注,完成后保持压强60min,加压至2.5×105Pa,保持55min,得到填充后的模具。
3.将填充后的模具移入固化烘箱,在90℃固化4h,然后升温至130℃固化14h,固化后脱模,将脱模后的产品静置降温至22℃;冷却完成后将高频变压器以18℃/h的速度升温至120℃,保持3h,以8℃/h的速度降温至-20℃,保持3h。即对高频变压器组件封装完成。
实施例5
本实施例提供一种高频变压器封装方法,包括以下步骤:
1.将铁芯、线圈、冷却水管、玻璃纤维网格布和半导电纸进行装配并置于模具中,然后将模具在85℃下预热10h,得到预热后的模具;
2.将赛思迈(上海)新材料科技有限公司环氧树脂S-214A、固化剂S-214B两种组分,质量比1:1,在65℃混合均匀,然后进行脱气处理,脱气压强为300Pa,脱气时间为20min。将脱气后的封装材料采用浇注的方式,浇入到预热后的模具中,浇注温度为65℃,压强为300Pa,在30min内完成浇注,完成后保持压强30min,加压至2×105Pa,保持30min,得到填充后的模具。
3.将填充后的模具移入固化烘箱,在80℃固化4h,然后升温至140℃固化12h,固化后脱模,将脱模后的产品静置降温至25℃;冷却完成后将高频变压器以5℃/h的速度降温至-25℃,保持12h,然后以5℃/h的速度升温至-5℃,保持12h,继续以10℃/h的速度升温至110℃,保持24h。
实施例6
本实施例提供一种高频变压器封装方法,包括以下步骤:
1.将铁芯和线圈进行装配并置于模具中,然后将模具在90℃下预热15h,得到预热后的模具;
2.将赛思迈(上海)新材料科技有限公司环氧树脂S-214A、固化剂S-214B两种组分,质量比1:1,在70℃混合均匀,然后进行脱气处理,脱气压强为800Pa,脱气时间为10min。将脱气后的封装材料采用浇注的方式,浇入到预热后的模具中,浇注温度为70℃,压强为800Pa,在60min内完成浇注,完成后保持压强60min,加压至1.5×105Pa,保持10min,得到填充后的模具。
3.将填充后的模具移入固化烘箱,在70℃固化4h,然后升温至130℃固化20h,固化后脱模,将脱模后的产品静置降温至23℃;冷却完成后将高频变压器以5℃/h的速度降温至-25℃,保持12h,然后以10℃/h的速度升温至110℃,保持24h。即对高频变压器组件封装完成。
实施例7
本实施例提供一种高频变压器封装方法,包括以下步骤:
1.将铁芯、线圈、冷却水管和玻璃纤维网格布进行装配并置于模具中,然后将模具在95℃下预热12h,得到预热后的模具;
2.将赛思迈(上海)新材料科技有限公司环氧树脂S-214A、固化剂S-214B两种组分,质量比1:1,在70℃混合均匀,然后进行脱气处理,脱气压强为100Pa,脱气时间为20min。将脱气后的封装材料采用浇注的方式,浇入到预热后的模具中,浇注温度为66℃,压强为530Pa,在35min内完成浇注,完成后保持压强35min,加压至3×105Pa,保持30min,得到填充后的模具。
3.将填充后的模具移入固化烘箱,在90℃固化3h,然后升温至150℃固化7h,固化后脱模,将脱模后的产品静置降温至20℃;冷却完成后将高频变压器以10℃/h的速度升温至110℃,保持24h。即对高频变压器组件封装完成。
实施例8
本实施例提供一种高频变压器封装方法,包括以下步骤:
1.将铁芯、线圈、玻璃纤维网格布和半导电纸进行装配并置于模具中,然后将模具在80℃下预热20h,得到预热后的模具;
2.将赛思迈(上海)新材料科技有限公司环氧树脂S-214A、固化剂S-214B两种组分,质量比1:1,在70℃混合均匀,然后进行脱气处理,脱气压强为100Pa,脱气时间为60min。将脱气后的封装材料采用浇注的方式,浇入到预热后的模具中,浇注温度为70℃,压强为100Pa,在60min内完成浇注,完成后保持压强60min,加压至2.5×105Pa,保持55min,得到填充后的模具。
3.将填充后的模具移入固化烘箱,在90℃固化4h,然后升温至130℃固化14h,固化后脱模,将脱模后的产品静置降温至22℃;冷却完成后将高频变压器以10℃/h的速度升温至110℃,保持24h,然后以5℃/h的速度降温至-25℃,保持12h。即对高频变压器组件封装完成。
实施例9
本实施例提供一种高频变压器封装方法,包括以下步骤:
1.将铁芯、线圈、冷却水管、玻璃纤维网格布和半导电纸进行装配并置于模具中,然后将模具在85℃下预热10h,得到预热后的模具;
2.将赛思迈(上海)新材料科技有限公司环氧树脂S-214A、固化剂S-214B两种组分,质量比1:1,在65℃混合均匀,然后进行脱气处理,脱气压强为300Pa,脱气时间为20min。将脱气后的封装材料采用浇注的方式,浇入到预热后的模具中,浇注温度为65℃,压强为300Pa,在30min内完成浇注,完成后保持压强30min,加压至2×105Pa,保持30min,得到填充后的模具。
3.将填充后的模具移入固化烘箱,在80℃固化4h,然后升温至140℃固化12h,固化后脱模,将脱模后的产品静置降温至25℃;冷却完成后将高频变压器以12℃/h的速度降温至-17℃,保持1h,然后以12℃/h的速度升温至-15℃,保持1h,继续以25℃/h的速度升温至70℃,保持0.5h。即对高频变压器组件封装完成。
实施例10
本实施例提供一种高频变压器封装方法,包括以下步骤:
1.将铁芯和线圈进行装配并置于模具中,然后将模具在90℃下预热15h,得到预热后的模具;
2.将赛思迈(上海)新材料科技有限公司环氧树脂S-214A、固化剂S-214B两种组分,质量比1:1,在70℃混合均匀,然后进行脱气处理,脱气压强为800Pa,脱气时间为10min。将脱气后的封装材料采用浇注的方式,浇入到预热后的模具中,浇注温度为70℃,压强为800Pa,在60min内完成浇注,完成后保持压强60min,加压至1.5×105Pa,保持10min,得到填充后的模具。
3.将填充后的模具移入固化烘箱,在70℃固化4h,然后升温至130℃固化20h,固化后脱模,将脱模后的产品静置降温至23℃;冷却完成后将高频变压器以12℃/h的速度降温至-17℃,保持1h,然后以25℃/h的速度升温至70℃,保持0.5h。即对高频变压器组件封装完成。
实施例11
本实施例提供一种高频变压器封装方法,包括以下步骤:
1.将铁芯、线圈、冷却水管和玻璃纤维网格布进行装配并置于模具中,然后将模具在95℃下预热12h,得到预热后的模具;
2.将赛思迈(上海)新材料科技有限公司环氧树脂S-214A、固化剂S-214B两种组分,质量比1:1,在70℃混合均匀,然后进行脱气处理,脱气压强为100Pa,脱气时间为20min。将脱气后的封装材料采用浇注的方式,浇入到预热后的模具中,浇注温度为66℃,压强为530Pa,在35min内完成浇注,完成后保持压强35min,加压至3×105Pa,保持30min,得到填充后的模具。
3.将填充后的模具移入固化烘箱,在90℃固化3h,然后升温至150℃固化7h,固化后脱模,将脱模后的产品静置降温至20℃;冷却完成后将高频变压器以27℃/h的速度升温至130℃,保持3h。即对高频变压器组件封装完成。
实施例12
本实施例提供一种高频变压器封装方法,包括以下步骤:
1.将铁芯、线圈、玻璃纤维网格布和半导电纸进行装配并置于模具中,然后将模具在80℃下预热20h,得到预热后的模具;
2.将赛思迈(上海)新材料科技有限公司环氧树脂S-214A、固化剂S-214B两种组分,质量比1:1,在70℃混合均匀,然后进行脱气处理,脱气压强为100Pa,脱气时间为60min。将脱气后的封装材料采用浇注的方式,浇入到预热后的模具中,浇注温度为70℃,压强为100Pa,在60min内完成浇注,完成后保持压强60min,加压至2.5×105Pa,保持55min,得到填充后的模具。
3.将填充后的模具移入固化烘箱,在90℃固化4h,然后升温至130℃固化14h,固化后脱模,将脱模后的产品静置降温至22℃;冷却完成后将高频变压器以24℃/h的速度升温至130℃,保持3h,然后以12℃/h的速度降温至-34℃,保持0.3h。即对高频变压器组件封装完成。
对比例1
本对比例提供一种高频变压器封装方法,包括以下步骤:
1.将铁芯、线圈、冷却水管、玻璃纤维网格布和半导电纸进行装配并置于模具中,然后将模具在85℃下预热10h,得到预热后的模具;
2.将赛思迈(上海)新材料科技有限公司环氧树脂S-214A、固化剂S-214B两种组分,质量比1:1,在65℃混合均匀,然后进行脱气处理,脱气压强为300Pa,脱气时间为20min。将脱气后的封装材料采用浇注的方式,浇入到预热后的模具中,浇注温度为65℃,压强为300Pa,在30min内完成浇注,完成后保持压强30min,加压至2×105Pa,保持30min,得到填充后的模具。
3.将填充后的模具移入固化烘箱,在80℃固化4h,然后升温至140℃固化12h,固化后脱模,将脱模后的产品静置降温至25℃。即对高频变压器组件封装完成。
对比例2
本对比例提供一种高频变压器封装方法,包括以下步骤:
1.将铁芯和线圈进行装配并置于模具中,然后将模具在90℃下预热15h,得到预热后的模具;
2.将赛思迈(上海)新材料科技有限公司环氧树脂S-214A、固化剂S-214B两种组分,质量比1:1,在70℃混合均匀,然后进行脱气处理,脱气压强为800Pa,脱气时间为10min。将脱气后的封装材料采用浇注的方式,浇入到预热后的模具中,浇注温度为70℃,压强为800Pa,在60min内完成浇注,完成后保持压强60min,加压至1.5×105Pa,保持10min,得到填充后的模具。
3.将填充后的模具移入固化烘箱,在70℃固化4h,然后升温至130℃固化20h,固化后脱模,将脱模后的产品静置降温至23℃。即对高频变压器组件封装完成。
对比例3
本对比例提供一种高频变压器封装方法,包括以下步骤:
1.将铁芯、线圈、冷却水管和玻璃纤维网格布进行装配并置于模具中,然后将模具在95℃下预热12h,得到预热后的模具;
2.将赛思迈(上海)新材料科技有限公司环氧树脂S-214A、固化剂S-214B两种组分,质量比1:1,在70℃混合均匀,然后进行脱气处理,脱气压强为100Pa,脱气时间为20min。将脱气后的封装材料采用浇注的方式,浇入到预热后的模具中,浇注温度为66℃,压强为530Pa,在35min内完成浇注,完成后保持压强35min,加压至3×105Pa,保持30min,得到填充后的模具。
3.将填充后的模具移入固化烘箱,在90℃固化3h,然后升温至150℃固化7h,固化后脱模,将脱模后的产品静置降温至20℃。即对高频变压器组件封装完成。
对比例4
本对比例提供一种高频变压器封装方法,包括以下步骤:
1.将铁芯、线圈、玻璃纤维网格布和半导电纸进行装配并置于模具中,然后将模具在80℃下预热20h,得到预热后的模具;
2.将赛思迈(上海)新材料科技有限公司环氧树脂S-214A、固化剂S-214B两种组分,质量比1:1,在70℃混合均匀,然后进行脱气处理,脱气压强为100Pa,脱气时间为60min。将脱气后的封装材料采用浇注的方式,浇入到预热后的模具中,浇注温度为70℃,压强为100Pa,在60min内完成浇注,完成后保持压强60min,加压至2.5×105Pa,保持55min,得到填充后的模具。
3.将填充后的模具移入固化烘箱,在90℃固化4h,然后升温至130℃固化14h,固化后脱模,将脱模后的产品静置降温至22℃。即对高频变压器组件封装完成。
对实施例1-12以及对比例1-4的高频变压器进行工频局部放电测试,采用的测试方法为“GB 1094.11-2007电力高频变压器第11部分:干式高频变压器”中“22局部放电(例行试验和特殊试验)”所规定的方法。测试结果如表1所示。
表1:
测试结果(单位:pC)
实施例1 4
实施例2 4
实施例3 9
实施例4 7
实施例5 2
实施例6 3
实施例7 6
实施例8 5
实施例9 26
实施例10 36
实施例11 84
实施例12 53
对比例1 129
对比例2 258
对比例3 1530
对比例4 165
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种高频变压器封装方法,其特征在于,包括以下步骤:
将高频变压器配件置于模具中,采用封装材料填充模具,固化,脱模,冷却至室温,进行温度处理;
其中,所述温度处理采用以下任意一种方式进行:
方式1:降温至-30~-20℃保持1-24h,升温至-10~10℃,保持1-24h,升温至80-120℃保持1-72h;
方式2:降温至-30~-20℃,保持1~24h,升温至80~120℃,保持1~72h;
方式3:升温至80~120℃,保持1~72h;
方式4:升温至80~120℃,保持1~72h,降温至-30~-20℃,保持1~24h。
2.根据权利要求1所述的高频变压器封装方法,其特征在于,以5-10℃/h的速度降温至-30~-20℃;以5-10℃/h的速度升温至-10~10℃;以10-20℃/h的速度升温至80-120℃。
3.根据权利要求2所述的高频变压器封装方法,其特征在于,所述温度处理采用以下任意一种方式进行:
方式1:以5~10℃/h的速度降温至-30~-20℃,保持12~24h,然后以5~10℃/h的速度升温至-10~10℃,保持12~24h,继续以10~20℃/h的速度升温至80~120℃,保持24~72h;
方式2:以5~10℃/h的速度降温至-30~-20℃,保持12~24h,然后以10~20℃/h的速度升温至80~120℃,保持24~72h;
方式3:以10~20℃/h的速度升温至80~120℃,保持24~72h;
方式4:以10~20℃/h的速度升温至80~120℃,保持24~72h,以5~10℃/h的速度降温至-30~-20℃,保持12~24h。
4.根据权利要求1所述的高频变压器封装方法,其特征在于,所述固化前还包括预热步骤;
所述预热温度为80-110℃,预热时间为5-20h。
5.根据权利要求1任一项所述的高频变压器封装方法,其特征在于,对所述封装材料进行脱气处理;
脱气温度为50-70℃,脱气压强为100-800Pa,脱气时间为10-60min。
6.根据权利要求1任一项所述的高频变压器封装方法,其特征在于,所述封装材料采用浇注的方式填充模具;
所述浇注温度为50-70℃,压强为100-800Pa,浇注时间为10-60min,浇注完成后保压0-60min;
保压步骤后升压至1.5×105Pa~4×105Pa,保持时间为10-60min。
7.根据权利要求1任一项所述的高频变压器封装方法,其特征在于,所述固化温度为70-150℃,固化时间为10-24h。
8.根据权利要求1任一项所述的高频变压器封装方法,其特征在于,所述封装材料以环氧树脂作为固化组分。
9.一种权利要求1-8任一项所述方法得到的高频变压器。
10.一种权利要求9所述高频变压器在柔性变电站或轨道机车中的应用。
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