大功率中頻分段式高壓整流變壓器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種大功率中頻分段式高壓整流變壓器，該變壓器包括鐵芯、初級繞組、次級繞組、整流橋和變壓器油箱；初級繞組套在鐵芯心柱上，次級繞組套裝在初級繞組和鐵芯外面，初級繞組由1-4段銅箔繞在初級骨架上，次級繞組由1-40段銅線或鋁線繞在次級骨架上，次級繞組中的1-40段線圈分別與各線圈對應(yīng)配套的整流電橋連接。工作頻率范圍可達(dá)50～1000Hz，同時(shí)可在50～1000Hz上再疊加頻率10kHz～20kHz的信號，其直流輸出額定電壓范圍可達(dá)60～120kV，輸出額定功率不小于80kW，滿負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行的溫升≤80k。本實(shí)用新型體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，是大型靜電除塵高壓電源的理想設(shè)備。
【專利說明】大功率中頻分段式高壓整流變壓器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于特種變壓器制造領(lǐng)域，具體地說是一種大功率中頻分段式高壓整 流變壓器。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著我國電力工業(yè)快速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模越來越大，以煤炭為燃料的環(huán)境污 染問題越來越突出，燃煤后產(chǎn)生大量粉塵，治理粉塵的常用設(shè)備就是電除塵器，目前國家正 在制定更高的大氣煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)，對電除塵器的關(guān)鍵部件一變壓器提出了更高要求。目前 的靜電除塵高壓整流變壓器工作頻率多為工頻50Hz或者高頻10kHz?20kHz。工頻50Hz 的高壓整流變壓器，體積大，損耗高，效率低，造成除塵器的除塵效率低。而高頻10kHz? 20kHz的高壓整流變壓器無功功率偏高，有功功率略低，也造成除塵器的除塵效率低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有上述變壓器存在的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種大功率中頻 分段式高壓整流變壓器，該變壓器功率大于80kW，輸入工作頻率范圍50?1000Hz上再疊加 頻率10kHz?20kHz，380?480V交變電壓，輸出直流額定電壓范圍可達(dá)60?120kV?？?在不增加任何費(fèi)用情況下，原地替代目前的工頻50Hz和高頻10kHz?20kHz高壓整流變壓 器，提高了除塵器的除塵效率。
[0004] 本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
[0005] -種大功率中頻分段式高壓整流變壓器，包括鐵芯、初級繞組、次級繞組、整流橋、 上下夾件和變壓器油箱，其特征在于：鐵芯采用開口或閉口非晶合金，初級繞組組采用1-4 段銅箔繞在1-4組初級骨架上，次級繞組采用1-40段銅線或鋁線繞在1-4組次級骨架上； 初級骨架、初級繞組和次級骨架、次級繞組通過串聯(lián)和并聯(lián)的方式，分別套裝在鐵芯心柱 上；初級繞組中的1-4段銅箔初級繞組串并連后與50?1000Hz上再疊加頻率10kHz? 20kHz，380?480V交變電壓相連；次級繞組中的1-40段線圈分別與各線圈對應(yīng)配套的整 流橋連接，整流橋依次串聯(lián)或并聯(lián)后與輸出端子連接，其直流輸出額定電壓范圍可達(dá)60? 120kV，輸出額定功率不小于80kW。鐵芯、初級繞組、次級繞組和整流橋全部安裝在變壓器 油箱內(nèi)。
[0006] 本實(shí)用新型中，所述鐵芯采用開口非晶合金時(shí)，鐵芯開口位于上部，在鐵芯心柱上 綁扎固定有鐵芯固定板；在鐵芯固定板上端設(shè)有固定配合的鐵芯支撐板，鐵芯固定板和鐵 芯支撐板均由環(huán)氧玻璃布板或木板制成；在鐵芯支撐板與鐵芯間設(shè)有由硅橡膠板帛成的鐵 芯緩沖，鐵芯的開口處搭接在鐵芯支撐板和鐵芯緩沖之上；在鐵芯下端設(shè)有下墊塊，在鐵芯 支撐板與下墊塊之間設(shè)有由環(huán)氧玻璃布板或木板制成的器身支撐板；器身支撐板和鐵芯固 定板的下部均固定在下墊塊的槽中。
[0007] 本實(shí)用新型中變壓器油箱四面均設(shè)有散熱用的波紋片，為大幅度提高散熱性能， 波紋片高度500?1000mm，波紋片寬度100?200mm，波紋片間距30?50mm。為減小雜散 損耗，變壓器上下夾件和油箱頂板均選用無磁鋼板。
[0008] 本實(shí)用新型中整流橋與次級繞組中的1-40段線圈連接，整流橋選用高壓中高頻 二極管和高壓中高頻電阻分別有720只，高壓中高壓中高頻電容20只，高壓中高頻二極管 型號RU4D SIYU 001，高壓中高頻電阻型號為FU 01J M1/2WJ 6ΜΩ，高壓中高頻電容 型號HL F103M 15kV。整流橋與次級繞組中的1-40段線圈連接后輸出的高壓中高頻端子 信號接在高壓分壓電阻上然后輸出，高壓分壓電阻型號為RIG8B 100W 150ΜΩ。
[0009] 變壓器次級繞組分為1-40段線圈繞制完成，每個(gè)次級繞組總匝數(shù)與初級繞組總 匝數(shù)比范圍為1: (150?180)，勵(lì)磁電感范圍為0. 2?1H，漏感范圍彡40 μ H。
[0010] 本實(shí)用新型包括電壓取樣和電流取樣。電壓取樣從分壓電阻下端引出，電流取樣 從整流橋一段引出，分別與采樣電路連接形成電壓取樣端子和電流取樣端子。
[0011] 本實(shí)用新型功率大于80kW，輸入工作頻率范圍50?1000Hz上再疊加頻率 10kHz?20kHz，380?480V交變電壓，輸出直流額定電壓范圍可達(dá)60?120kV?？稍诓辉?加任何費(fèi)用情況下，原地替代目前的工頻50Hz和高頻10kHz?20kHz高壓整流變壓器，提 高了除塵器的除塵效率。本實(shí)用新型體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，是大型靜電除塵高壓電源 的理想設(shè)備。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1是本實(shí)用新型的大功率中頻高壓整流變壓器內(nèi)部器身結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖2-1是本實(shí)用新型使用的開口非晶合金鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖2-2是本實(shí)用新型使用的開口非晶合金鐵芯的側(cè)視示意圖。
[0015] 圖3-1是本實(shí)用新型使用的閉口非晶合金鐵芯或者超微晶鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖3-2是本實(shí)用新型使用的閉口非晶合金鐵芯或者超微晶鐵芯的側(cè)視示意圖。 [0017] 圖4是本實(shí)用新型使用的超薄硅鋼片鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖5-1是本實(shí)用新型使用的次級繞組矩形骨架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖5-2是本實(shí)用新型使用的次級繞組矩形骨架結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
[0020] 圖6-1是本實(shí)用新型使用的次級繞組圓形骨架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖6-2是本實(shí)用新型使用的次級繞組圓形骨架結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
[0022] 圖7是本實(shí)用新型使用的鐵芯固定板示意圖。
[0023] 圖8是本實(shí)用新型使用的鐵芯支撐板示意圖。
[0024] 圖9是本實(shí)用新型使用的器身支撐板示意圖。
[0025] 圖10是本實(shí)用新型使用的下墊塊示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 一種大功率中頻分段式高壓整流變壓器，包括鐵芯1、初級繞組6、次級繞組7、整 流橋、上下夾件和變壓器油箱。使用的鐵芯可以選用非晶合金、超微晶或者超薄硅鋼片，工 作頻率為50?1000Hz，還可以工作在50?1000Hz上再疊加頻率10kHz?20kHz的頻率 范圍。鐵芯采用非晶合金和超微晶時(shí)，鐵芯截面積為矩形，截面尺寸為170_xl60mm或者 170_x 195_，鐵芯結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示。鐵芯采用超薄硅鋼片時(shí)，鐵芯截面積為多級圓 形，截面積優(yōu)先選擇范圍為200cm2?350cm 2,鐵芯結(jié)構(gòu)如圖3所示。
[0027] 初級繞組組采用1-4段銅箔繞在1-4組初級骨架上，銅箔厚度優(yōu)先選擇范圍為 0. 6mm?0. 8mm，銅箔寬度優(yōu)先選擇范圍為80mm?250mm，初級繞組的阻數(shù)優(yōu)先選擇范圍為 6?10,匝間或?qū)娱g絕緣采用0. 2_點(diǎn)膠紙。當(dāng)鐵芯截面積為矩形時(shí)，初級骨架截面積為矩 形，如圖4所示，當(dāng)鐵芯截面積為多級圓形時(shí)，初級骨架截面積為圓形，如圖5所示。
[0028] 次級繞組采用1-40段銅線或鋁線繞在1-4組次級骨架上。銅線或鋁線均為圓線， 其直徑優(yōu)先選擇范圍為Φ0. 8mm?Φ1. 0mm，次級繞組層數(shù)優(yōu)先選擇范圍為10?20,層間 絕緣采用〇. 〇8_點(diǎn)膠紙。當(dāng)鐵芯截面積為矩形時(shí)，次級骨架截面積為矩形，當(dāng)鐵芯截面積 為多級圓形時(shí)，次級骨架截面積為圓形。次級繞組骨架結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。
[0029] 初級骨架、初級繞組和次級骨架、次級繞組通過串聯(lián)和并聯(lián)的方式，分別套裝在 鐵芯心柱上；初級繞組中的1-4段銅箔初級繞組串并連后與50?1000Hz上再疊加頻率 10kHz?20kHz，380?480V交變電壓相連；次級繞組中的1-40段線圈分別與各線圈對應(yīng) 配套的整流橋連接，整流橋依次串聯(lián)或并聯(lián)后與輸出端子連接，其直流輸出額定電壓范圍 可達(dá)60?120kV，輸出額定功率不小于80kW。鐵芯、初級繞組、次級繞組和整流橋全部安裝 在變壓器油箱內(nèi)。
[0030] 參見圖1，當(dāng)鐵芯選用開口非晶合金型的結(jié)構(gòu)時(shí)，變壓器鐵芯1開口在上部，6是初 級繞組，7是次級繞組，2是鐵芯固定板，如圖7所示，材質(zhì)選用環(huán)氧玻璃布板或木板，鐵芯 固定板與鐵芯芯柱綁扎固定在一起，3是鐵芯支撐板，如圖8所示，材質(zhì)選用環(huán)氧玻璃布板 或木板，鐵芯支撐板同鐵芯固定板配合固定，5是鐵芯緩沖，材質(zhì)選用硅橡膠板，開口的非晶 合金搭接在鐵芯支撐板3和鐵芯緩沖5之上。4是器身支撐板，如圖9所示，材質(zhì)選用環(huán)氧 玻璃布板或木板，器身支撐板同鐵芯支撐板配合固定。8是下墊塊，如圖10所示，器身支撐 板和鐵芯固定板下部均固定在下墊塊的槽中。采用上述結(jié)構(gòu)可避免開口非晶合金型鐵芯器 身裝配后翻轉(zhuǎn)，降低了空載損耗。
【權(quán)利要求】
1. 一種大功率中頻分段式高壓整流變壓器，包括鐵芯（1)、初級繞組（6)、次級繞組 (7)、整流橋、上下夾件和變壓器油箱，其特征在于：鐵芯（1)采用開口或閉口非晶合金，初 級繞組（6)組采用1-4段銅箔繞在1-4組初級骨架上，次級繞組（7)采用1-40段銅線或鋁 線繞在1-4組次級骨架上；初級骨架、初級繞組（6)和次級骨架、次級繞組（7)通過串聯(lián)和 并聯(lián)的方式，分別套裝在鐵芯心柱上；初級繞組（6)中的1-4段銅箔初級繞組串并連后與 50?1000Hz上再疊加頻率10kHz?20kHz，380?480V交變電壓相連；次級繞組（7)中的 1-40段線圈分別與各線圈對應(yīng)配套的整流橋連接，整流橋依次串聯(lián)或并聯(lián)后與輸出端子連 接；鐵芯（1)、初級繞組（6)、次級繞組（7)和整流橋全部安裝在變壓器油箱內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率中頻分段式高壓整流變壓器，其特征在于：所述鐵芯 (1)采用開口非晶合金，鐵芯（1)開口位于上部，在鐵芯心柱上綁扎固定有鐵芯固定板（2); 在鐵芯固定板（2)上端設(shè)有固定配合的鐵芯支撐板（3)，鐵芯固定板（2)和鐵芯支撐板（3) 均由環(huán)氧玻璃布板或木板制成；在鐵芯支撐板（3)與鐵芯（1)間設(shè)有由硅橡膠板帛成的鐵 芯緩沖（5)，鐵芯（1)的開口處搭接在鐵芯支撐板（3)和鐵芯緩沖（5)之上；在鐵芯（1)下端 設(shè)有下墊塊（8)，在鐵芯支撐板（3)與下墊塊（8)之間設(shè)有由環(huán)氧玻璃布板或木板制成的器 身支撐板（4);器身支撐板（4)和鐵芯固定板（2)的下部均固定在下墊塊（8)的槽中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率中頻分段式高壓整流變壓器，其特征在于：變壓器油 箱四面均設(shè)有散熱用的波紋片，上下夾件和變壓器油箱頂板均選用無磁鋼板。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率中頻分段式高壓整流變壓器，其特征在于：所述整流 橋與次級繞組（7 )中的1-40段線圈連接，整流橋選用高壓中高頻二極管和高壓中高頻電阻 分別有720只，高壓中高壓中高頻電容20只，高壓中高頻二極管型號RU4D SIYU 001，高 壓中高頻電阻型號為FU 01J M1/2WJ 6ΜΩ，高壓中高頻電容型號HL F103M 15kV。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的大功率中頻分段式高壓整流變壓器，其特征在于：整流橋與 次級繞組中的1-40段線圈連接后輸出的高壓中高頻端子信號接在高壓分壓電阻上然后輸 出，高壓分壓電阻型號為RIG8B 100W 150ΜΩ。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率中頻分段式高壓整流變壓器，其特征在于：變壓器次 級繞組（7)分為1-40段線圈繞制完成，每個(gè)次級繞組總匝數(shù)與初級繞組總匝數(shù)比范圍為 1: (150?180)，勵(lì)磁電感范圍為0. 2?1H，漏感范圍彡40 μ H。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率中頻分段式高壓整流變壓器，其特征在于：鐵芯（1)采 用超微晶鐵芯或超薄硅鋼片。
【文檔編號】H02M7/00GK203872069SQ201420288962
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】趙文波, 陳 峰 申請人:江蘇容天機(jī)電科技有限公司