CN113903567A - 一种高频高功率降噪变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高频高功率降噪变压器，首先通过单元初级线圈的相互套装实现初级线圈的绕制，导电片之间相互联结组成次级线圈，同时通过单元初级线圈套装在相邻两片环形导电片之间的绕线筒体上来实现两者之间的套装，此种结构不影响初级线圈的线径及绕制圈数，提高了转化效率及转化功率；同时，绝缘叶片可相应滑动改变不同线圈安装空间，提高转化效率的空间；不同规格的铁芯能提供线圈安装空间的可调节性，一定程度上提高了转化效率；另外，绕线筒体上配置有不同规格的降噪板，可依据不同的需要进行相应的选择，极大地解决了声噪震动的问题，提高了变压器的实用性和稳定性；岩棉板的引入巧妙的解决了变压器由于高负荷工作产生的热量过大问题。

Description

一种高频高功率降噪变压器
技术领域
本发明涉及电力器材的技术领域，尤其涉及一种高频高功率降噪变压器。
背景技术
变压器是指利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，其主要构件包括初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。变压器的主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。现有大功率电源变压器技术中，其结构主要包括：骨架、设置于骨架中的绕线筒体，铁芯穿设于骨架和绕线筒体中，在绕线筒体上绕制有初级线圈，为了增大输出功率，采用环形导电片作为次级线圈套设与初级线圈外。
在现有声学技术领域的研究中，高精度声学感应被广泛提及，例如在高精度雷达自动声学测定时，当测定范围及精度要求较高，需采用大功率电源匹配相应变压器高功率输出时，若是采用现有配置的变压器，一方面初级线圈的线径及绕制圈数均受到限制，无法进行高功率输出，且通过增大环形导电片尺寸的方法不可避免的会导致变压器个体较大，对于精度雷达安装影响较大的同时发热量较大，耗费的能源较多；另一方面，高精度雷达自动声学测定时对声学震动极为敏感，装置内部所产生的噪声震动干扰需越小越好，防止出现外部测定结果偏差。故此，在满足现有追求小体积、高功率的情况下，设计一款解决初级线圈的线径及绕制圈数受限制的同时，控制微量结构震动噪声的变压器具有重要意义。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有变压器存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明目的是提供一种高频高功率降噪变压器，一方面解决现有变压器结构中初级线圈的线径及绕制圈数受限制的问题，另一方面解决现有变压器技术中未提及的微量结构震动噪声的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高频高功率降噪变压器，包括：骨架、设置于所述骨架中的绕线筒体、穿设于所述骨架和所述绕线筒体中的铁芯，所述绕线筒体平行于其截面方向沿筒面周向均匀设置有一组绝缘叶片，相邻所述绝缘叶片之间可拆卸填充有降噪板，所述降噪板上绕制有单元初级线圈及套设有环形导电片，其中，所述单元初级线圈由沿着所述绕线筒体截面方向由内向外顺序环绕的绝缘导线绕制而成，所述环形导电片与所述单元初级线圈间隔设置，且每层所述环形导电片与每层所述单元初级线圈均对应一层所述降噪板；所有所述单元初级线圈并联形成初级绕组，所有所述环形导电片并联形成次级绕组。
作为本发明所述的高频高功率降噪变压器的一种优选方案，其中：所述铁芯包括位于中心处的第一骨芯，所述第一骨芯外层均匀散布有与其同轴心分轴径的多层层芯，多层所述层芯按轴径由低至高环绕设置于所述第一骨芯外层，多层所述层芯与所述第一骨芯组合成所述铁芯。
作为本发明所述的高频高功率降噪变压器的一种优选方案，其中：所述第一骨芯与相邻的所述层芯、相邻的两层所述层芯之间填充有岩棉板。
作为本发明所述的高频高功率降噪变压器的一种优选方案，其中：所述骨架上设置有安装所述铁芯的安装平台，所述安装平台表面中心处设置有嵌入凹槽，环绕中心处的嵌入凹槽均匀设置有多个圆环状嵌入凹槽，所述铁芯按规格依次完整嵌入各自的嵌入凹槽内。
作为本发明所述的高频高功率降噪变压器的一种优选方案，其中：所述绕线筒体沿其径向方向均匀设置有一组分隔条，一组所述分隔条将所述绕线筒体筒面均匀分隔成若干面，每个所述分隔条上均设置有空心滑槽，所述绝缘叶片上设置有凹缺处，所述凹缺处完整嵌入所述空心滑槽并可在其上沿所述绕线筒体径向方向自由滑动，并连同所述绝缘叶片沿所述绕线筒体径向方向自由滑动。
作为本发明所述的高频高功率降噪变压器的一种优选方案，其中：所述降噪板为均匀的蜂窝孔状，包括不同分布密度的多种规格，同规格的所述降噪板间隔分布。
作为本发明所述的高频高功率降噪变压器的一种优选方案，其中：所述降噪板包括表面层、中间层和粘附层，所述表面层为环氧树脂胶层，所述中间层为波浪状混合胶层，所述粘附层为环保树脂胶；其中，所述波浪状混合胶层包括质量份数为1:1.2的环氧树脂胶和岩棉颗粒组成。
作为本发明所述的高频高功率降噪变压器的一种优选方案，其中：所述绕线筒体内壁沿筒周向方向设置有一组凹槽，所述凹槽与所述绝缘叶片处于同一水平面。
作为本发明所述的高频高功率降噪变压器的一种优选方案，其中：每片所述环形导电片包括至少两片顺序相连的环形铜片，相邻的环形铜片之间通过绝缘片相互绝缘。
作为本发明所述的高频高功率降噪变压器的一种优选方案，其中：所述降噪板的厚度均在200毫米至300毫米之间。
本发明的有益效果：本发明提供一种高频高功率降噪变压器，首先通过单元初级线圈的相互套装实现初级线圈的绕制，导电片之间相互联结组成次级线圈，同时通过单元初级线圈套装在相邻两片环形导电片之间的绕线筒体上来实现两者之间的套装，此种结构不影响初级线圈的线径及绕制圈数，提高了转化效率及转化功率；同时，绝缘叶片可相应滑动改变不同线圈安装空间，提高转化效率的空间；不同规格的铁芯能提供线圈安装空间的可调节性，一定程度上提高了转化效率；另外，绕线筒体上配置有不同规格的降噪板，可依据不同的需要进行相应的选择，极大地解决了声噪震动的问题，提高了变压器的实用性和稳定性；岩棉板的引入巧妙的解决了变压器由于高负荷工作产生的热量过大问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明内部主体结构的整体结构示意图。
图2为本发明配置上骨架后的模拟整体结构图。
图3为本发明铁芯及底部安装平面的整体结构示意图。
图4为本发明铁芯及底部安装平面的俯视图。
图5为图4的A-A方向的剖视图。
图6为本发明绕线筒体的整体结构示意图。
图7为本发明第一规格降噪板的整体图。
图8为本发明第一规格降噪板的爆炸图。
图9为本发明第二规格降噪板的整体图。
图10为本发明第二规格降噪板的爆炸图。
图11为本发明环形导电片的示意图。
图12为本发明的爆炸图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
在高精度雷达自动声学测定时，当测定范围及精度要求较高，需采用大功率电源匹配相应变压器高功率输出时，若是采用现有配置的变压器，一方面初级线圈的线径及绕制圈数均受到限制，无法进行高功率输出，且通过增大环形导电片尺寸的方法不可避免的会导致变压器个体较大，对于精度雷达安装影响较大的同时发热量较大，耗费的能源较多；另一方面，高精度雷达自动声学测定时对声学震动极为敏感，装置内部所产生的噪声震动干扰需越小越好，防止出现外部测定结果偏差。
故此，请参阅图1～12，本发明提供一种高频高功率降噪变压器，包括：骨架、设置于骨架中的绕线筒体、穿设于骨架和绕线筒体中的铁芯，绕线筒体平行于其截面方向沿筒面周向均匀设置有一组绝缘叶片，相邻绝缘叶片之间可拆卸填充有降噪板，降噪板上绕制有单元初级线圈及套设有环形导电片，其中，单元初级线圈由沿着绕线筒体截面方向由内向外顺序环绕的绝缘导线绕制而成，环形导电片与单元初级线圈间隔设置，且每层环形导电片与每层单元初级线圈均对应一层降噪板；所有单元初级线圈并联形成初级绕组，所有环形导电片并联形成次级绕组。
需要说明的是，本发明中提供的附图中未将变压器的骨架完整画出，由于骨架依据不同类型的电器外壳进行制作，对本发明中涉及的技术点不产生影响，额外的本发明附图中提供一种包含骨架的整合模拟图，如图2所示。
在变压器主体部件工作时，单元初级线圈嵌设在两个相邻的环形导电片之间，单元初级线圈与环形导电片呈上下依次层叠的设置结构，这种结构使单元初级线圈的线径及绕制圈数均不会受到环形导电片的内孔尺寸的限制，从而提高变压器的输出功率，而且可以在不影响单元初级线圈的输入功率的情况下，使单元初级线圈的厚度变薄，从而可以相应增加组成次级绕组的环形导电片中环形铜片的厚度，提高环形导电片的电流承受能力，可进一步提高变压器的输出功率。
不难理解的是，本发明利用电磁感应的原理，铁芯作为磁芯，用于产生电磁力并引导磁场的分布，为各种氧化铁混合物组成的烧结磁性金属氧化物。例如，相较于传统由薄带硅钢卷绕制成，本发明磁芯为锰-锌铁氧体材料制成；又如，本发明磁芯为镍-锌铁氧体材料制成，以利用其高磁导率和高磁通密度的特点降低对电磁场的损耗。
具体的，如图3和图4所示，在本发明中，铁芯包括位于中心处的第一骨芯，第一骨芯外层均匀散布有与其同轴心分轴径的多层层芯，多层层芯按轴径由低至高环绕设置于第一骨芯外层，多层层芯与第一骨芯组合成铁芯。多层层芯与第一骨芯组合成铁芯，可依据不同的磁场感应要求进行相应的拆解，当磁场要求不高或无需增加额外层芯的情况下，可以相应拆除几层层芯，提高初级线圈和环形导电片的安装空间，进一步解决空间对线径及绕制圈数的影响，提高输出功率。
进一步的，第一骨芯与相邻的层芯、相邻的两层层芯之间填充有岩棉板。岩棉板具有吸热的功能，吸热能力强，保温能力差，有利于装置长时间运作时产生的散热，提高线圈的使用寿命。
其中，绝缘叶片起到对相邻单元初级线圈及环形导电片之间绝缘阻隔的作用，同时，相邻绝缘叶片中填充有降噪板，降噪板用于对其上的线圈起到降噪滤震的作用。
进一步的，降噪板为均匀的蜂窝孔状，包括不同分布密度的多种规格，同规格的降噪板间隔分布。本实施例中提供两种规格的降噪板，如图7、图8、图9、图10所示，降噪板可拆卸的设置保证了可依据不同线径和圈数的线圈自主进行选择不同规格的降噪板，高孔径高密度的降噪板能提供更强的降噪滤震，当然造价更高，实际使用过程中，可依据情况的不同进行相应的拆装。
具体的，降噪板包括表面层、中间层和粘附层，表面层为环氧树脂胶层，中间层为波浪状混合胶层，粘附层为环保树脂胶；
其中，波浪状混合胶层由质量份数为1:1.2的环氧树脂胶层和岩棉颗粒组成。
环氧树脂胶为优质的减震降噪材料，采用其作为表面层符合结构的设定和功能的实现；中间层波浪状的设计进一步加强了减震降噪的功能。
其他需要说明的是，波浪状混合胶层包括质量份数为1:1.2的环氧树脂胶和岩棉颗粒组成。其中，岩棉颗粒的粒径为125-250目。
制备方法如下：
将石墨烯5～10份、4,4'-二辛基二苯胺10～25份、二氧化钼10～12份及岩棉颗粒10～20份混合导入球磨机中，混合球磨1.5h以上；
超声下震荡进行分散后，加入偶联剂3～5份，升温至35℃并以1r/s的速率缓慢搅拌30min，加入8～15份环氧树脂胶后混合搅拌3h。
其他的，降噪板的厚度均在200毫米至300毫米之间。
进一步的，每片环形导电片包括至少两片顺序相连的环形铜片，相邻的环形铜片之间通过绝缘片相互绝缘。在本实施例中，环形导电片包含两片顺序相连的环形铜片，每一片环形铜片相当于一匝次级绕组，实际应用可以通过增加环形导电片中环形铜片的片数来增加次级绕组的匝数，从而改变变压器的输出；同时，相邻的环形铜片之间用于绝缘的绝缘片采用绝缘纸，绝缘纸不仅薄而且绝缘效果好，将其作为绝缘片使用不会大量占用骨架内的有效安装空间，有利于环形导电片和单元初级线圈的顺利安装。
更进一步的，如图5所示，骨架上设置有安装铁芯的安装平台，安装平台表面中心处设置有嵌入凹槽，环绕中心处的嵌入凹槽均匀设置有多个圆环状嵌入凹槽，铁芯按规格依次完整嵌入各自的嵌入凹槽内。结构上设计比较合理，便于铁芯与安装平台的连接和拆卸，节省组装成本的同时结构稳定可靠，磁性能比较好，提高了变压器的电能转换效率，降低了损耗。
额外的，如图6所示，绕线筒体沿其径向方向均匀设置有一组分隔条，一组分隔条将绕线筒体筒面均匀分隔成若干面，每个分隔条上均设置有空心滑槽，绝缘叶片上设置有凹缺处，凹缺处完整嵌入空心滑槽并可在其上沿绕线筒体径向方向自由滑动，并连同绝缘叶片沿绕线筒体径向方向自由滑动。绝缘叶片能够自由滑动，保证了线圈线径及圈数的可调节性，进一步加大的输出功率的可控性。
额外的，绕线筒体内壁沿筒周向方向设置有一组凹槽，凹槽与绝缘叶片处于同一水平面。凹槽内用于增设单元初级线圈及环形导电片，在不影响外部安装结构的情况下，通过增设内部的线圈增大输出功率。
本发明提供一种高频高功率降噪变压器，首先通过单元初级线圈的相互套装实现初级线圈的绕制，导电片之间相互联结组成次级线圈，同时通过单元初级线圈套装在相邻两片环形导电片之间的绕线筒体上来实现两者之间的套装，此种结构不影响初级线圈的线径及绕制圈数，提高了转化效率及转化功率；同时，绝缘叶片可相应滑动改变不同线圈安装空间，提高转化效率的空间；不同规格的铁芯能提供线圈安装空间的可调节性，一定程度上提高了转化效率；另外，绕线筒体上配置有不同规格的降噪板，可依据不同的需要进行相应的选择，极大地解决了声噪震动的问题，提高了变压器的实用性和稳定性；岩棉板的引入巧妙的解决了变压器由于高负荷工作产生的热量过大问题。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种高频高功率降噪变压器，其特征在于，包括：骨架、设置于所述骨架中的绕线筒体、穿设于所述骨架和所述绕线筒体中的铁芯，所述绕线筒体平行于其截面方向沿筒面周向均匀设置有一组绝缘叶片，相邻所述绝缘叶片之间可拆卸填充有降噪板，所述降噪板上绕制有单元初级线圈及套设有环形导电片，其中，所述单元初级线圈由沿着所述绕线筒体截面方向由内向外顺序环绕的绝缘导线绕制而成，所述环形导电片与所述单元初级线圈间隔设置，且每层所述环形导电片与每层所述单元初级线圈均对应一层所述降噪板；所有所述单元初级线圈并联形成初级绕组，所有所述环形导电片并联形成次级绕组。
2.如权利要求1所述的高频高功率降噪变压器，其特征在于：所述铁芯包括位于中心处的第一骨芯，所述第一骨芯外层均匀散布有与其同轴心分轴径的多层层芯，多层所述层芯按轴径由低至高环绕设置于所述第一骨芯外层，多层所述层芯与所述第一骨芯组合成所述铁芯。
3.如权利要求2所述的高频高功率降噪变压器，其特征在于：所述第一骨芯与相邻的所述层芯、相邻的两层所述层芯之间填充有岩棉板。
4.如权利要求3所述的高频高功率降噪变压器，其特征在于：所述骨架上设置有安装所述铁芯的安装平台，所述安装平台表面中心处设置有嵌入凹槽，环绕中心处的嵌入凹槽均匀设置有多个圆环状嵌入凹槽，所述铁芯按规格依次完整嵌入各自的嵌入凹槽内。
5.如权利要求4所述的高频高功率降噪变压器，其特征在于：所述绕线筒体沿其径向方向均匀设置有一组分隔条，一组所述分隔条将所述绕线筒体筒面均匀分隔成若干面，每个所述分隔条上均设置有空心滑槽，所述绝缘叶片上设置有凹缺处，所述凹缺处完整嵌入所述空心滑槽并可在其上沿所述绕线筒体径向方向自由滑动，并连同所述绝缘叶片沿所述绕线筒体径向方向自由滑动。
6.如权利要求5所述的高频高功率降噪变压器，其特征在于：所述降噪板为均匀的蜂窝孔状，包括不同分布密度的多种规格，同规格的所述降噪板间隔分布。
7.如权利要求6所述的高频高功率降噪变压器，其特征在于：所述降噪板包括表面层、中间层和粘附层，所述表面层为环氧树脂胶层，所述中间层为波浪状混合胶层，所述粘附层为环保树脂胶；
其中，所述波浪状混合胶层包括质量份数为1:1.2的环氧树脂胶和岩棉颗粒组成。
8.如权利要求7所述的高频高功率降噪变压器，其特征在于：所述绕线筒体内壁沿筒周向方向设置有一组凹槽，所述凹槽与所述绝缘叶片处于同一水平面。
9.如权利要求8所述的高频高功率降噪变压器，其特征在于：每片所述环形导电片包括至少两片顺序相连的环形铜片，相邻的环形铜片之间通过绝缘片相互绝缘。
10.如权利要求9所述的高频高功率降噪变压器，其特征在于：所述降噪板的厚度均在200毫米至300毫米之间。
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