CN103366932B - 中高频变压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用水冷的电阻焊机的中高频变压器。提供一种中高频变压器，所述主变压器包括磁芯、初级绕组和次级绕组；所述初级绕组的中间为三至十一组初级线包，其中由两个匝数相同以正反向绕制成的线包串联形成一组初级线包，具有两个引出端子；所述初级绕组两端位置还分别设有一组初级小线包，将两组初级小线包串联，具有两个引出端子；将初级绕组中的所有引出端子的同名端相联接，即并联为主变压器的两个输入端子；所述次级绕组包括一至五组次级线包和从各次级线包引出的中心抽头，将所有次级线包的两个引出端子的同名端连接即并联得到两个引出端子，分别连接二极管后合并作为主变压器的第一输出端子，中心抽头作为主变压器的第二输出端子。

Description

中高频变压器

技术领域

本发明属于焊接设备配件领域，具体是涉及一种中高频变压器，特别是一种使用水冷的电阻焊机的中高频变压器。

背景技术

常用的电阻焊焊机电源变压器主要是工作于工频交流，输出工频交流或工频直流,工频指工业上用的交流电源的频率，单位赫兹(Hz)。铁芯主要是采用的矽钢片，体积庞大，显得十分笨重,由于输出电流是通过可控硅导通角的大小来控制的，其动态性能差，控制精度不高，频率低的变压器转换效率低,需要将变压器做的体积很大，频率高变压器效率就高,它的变压器可以很小。

目前虽然出现中频逆变电阻焊机，变压器的工作频率由50HZ提升到2000HZ左右，中频变压器比工频变压器的体积和重量都有所减少，但其体积和重量仍然显的偏大。中高频变压器的工作频率可工作在1000到20000HZ之间，由于变压器工作频率的提高，从而降低了变压器的体积和重量，具有更好的动态响应和更高控制精度、更适用于铝材的焊接。

传统中频变压器存在如下缺点：很难工作于5000HZ以上的工作频率，随着频率和输出功率的提高，变压器的温升很高，输出电流变小、同时整流二极管极易损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种中高频变压器，具有体积和重量更小，高的工作频率的同时散热性能更好的优点，简化了初级线组的制作工艺，提高了效率。

为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案实现的：

提供一种中高频变压器，所述主变压器包括磁芯、初级绕组和次级绕组；所述初级绕组的中间为三至十一组初级线包，其中由两个匝数相同以正反向绕制成的线包串联形成一组初级线包，具有两个引出端子；所述初级绕组两端位置还分别设有一组初级小线包，将两组初级小线包串联，具有两个引出端子；将初级绕组中的所有引出端子的同名端相联接，即并联为主变压器的两个输入端子；所述次级绕组包括一至五组次级线包和从各次级线包引出的中心抽头，将所有次级线包的两个引出端子的同名端连接即并联得到两个引出端子，分别连接二极管后合并作为主变压器的第一输出端子，所有中心抽头连接在一起作为主变压器的第二输出端子。

以上所述的中高频变压器，其中、主变压器的所述初级线包由宽为2～6mm、厚为0.2～0.8mm的绝缘铜带绕制而成。所述磁芯由两副CD型纳米晶材料制成的铁芯。

以上所述的中高频变压器，其中，所述整流散热器包括第一输出板、二极管联接板、第二输出板、过渡板和平面二极管；所述次级绕组产生电流通过二极管联接板经平面二极管整流后，连接到第一输出板，电流由第一输出板输出；所述第一输出板两侧设有两个平面二极管，在两个平面二极管的外侧分别是二极管联接板，两个二极管联接板分别通过次级引线法兰连接到次级绕组的两个引出端子；所述第二输出板通过过渡板与中心抽头连接。

以上所述的中高频变压器，其中，所述两个平面二极管、两个二极管联接板和第一输出板通过蝶形弹簧组件进行压紧。所述二极管联接板与第一输出板之间设置有二极管支撑板，二极管支撑板防止蝶形弹簧组件压力过大时损坏平面二极管。

以上所述的中高频变压器，其中，所述整流散热器的第一输出板、二极管联接板、次级引线法兰、中心抽头、中心抽头法兰、过渡板和第二输出板的内部都设有通水孔。

以上所述的中高频变压器，其中，所述次级线包由通水的铜管绕制组成，铜管内流过冷却水，初级线包紧靠铜管，将产生的部分热量带走；将所有通水孔和铜管联接起来，组成中高频变压器的散热水道。

以上所述的中高频变压器，其中，所述散热水道中的冷却水的流动路径是：冷却水从第一输出板进水口进入，通过塑胶过水通道分成四路进入两个二极管联接板，再由两个二极管联接板分别分两路进入次级引线法兰的通水孔，流入主变压器的次级绕组的铜管，再由各组铜管汇总于主变压器的中心抽头及中心抽头法兰，再汇入过渡板进入第二输出板，从第二输出板出水口流出，其中冷却水可以反向流动。

以上所述的中高频变压器，其中，所述第一输出板、二极管联接板、次级引线法兰、中心抽头、中心抽头法兰、过渡板和第二输出板均采用导电的紫铜板制成。

本发明技术方案的有益效果在于：在中高频下采用两只平面整流二极管，输出电流可达20000A；铁芯采用了CD型纳米晶材料，耐热等级提高到了F级；大幅度减小变压器体积和重量,提高了输出电流和输出功率；大大提高了水冷效果，降低了中高频变压器的温升；采用了多组初级线包并联且每个线包再由两个等匝的反向从内向外绕制串联的小线包组成。使得初级线包紧靠次级冷却铜管，这样增加了初次级的耦合度，提高了初级的散热能力，简化了初级线包和制作工艺和生产效率。

附图说明

图1是本发明实施例中的中高频变压器的电气原理示意图。

图2是本发明实施例中的中高频变压器立体结构示意图。

图3是图2中的中高频变压器侧面结构示意图。

图4是图3中的中高频变压器沿E-E面的剖面图。

图5是本发明实施例中的中高频变压器的冷却水的流动示意图。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例对本发明的技术方案作更详细的说明。

本实施例的中高频变压器由主变压器和整流散热器两大部分组成，两者可分离。主变压器的铁芯由两付CD型纳米晶材料构成，初级绕组由七组初级线包和两组初级小线包并联组成，次级绕组由四组全波整流的通水铜管绕制而成，整流散热器主要由两只高频的平面二极管和散热水道组成。

参照附图1、图2所示，主变压器包括两付CD型纳米晶材料的铁芯10、初级绕组和次级绕组，初级绕组包括位于两端的两组初级小线包，图中11和19都是初级小线包，两个初级小线包是串联的，各为n/2匝，其中n为主变压器初级匝数，其引出端子为A和B；初级绕组还包括位于两组初级小线包中间的七组初级线包，图中12、13、14、15、16、17和18为初级线包，每组初级线包由两个线包正反向绕制，各绕n/2匝后串联，形成一个初级线包，具有两引出端子为A和B，然后把所有初级引出端子的同名端A相联成为主变压器总的输入端子A，同名端B相联成为主变压器总的输入端子B。初级线包和初级小线包都由宽为2～6毫米，厚为0.2～0.8毫米高温绝缘的铜带绕制而成。

次级绕组包括四组次级线包，图中21、22、23和24为次级线包，每组次级线包都设有两上引出端子C和D，以及从次级线包引出的中心抽头25，各次级线包均为两匝，将所有引出端子同名端C相联作为次级绕组的引出端子C，所有引出端子同名端D相联作为次级绕组的引出端子D，在C和D上分别连接上整流的平面二极管后，合并连接在一起作为主变压器的第一输出端子，将所有中心抽头连接在一起作为主变压器的第二输出端子。

整流散热器参照图2、图3、图4所示所示，包括第二输出板31、两个过渡板32、第一输出板33、两个二极管联接板34、两只快速的平面二极管35和散热水道，第一输出板33的两侧设有两个平面二极管35相连接，在两个平面二极管的外侧分别是二极管联接板34相连接，两个二极管联接板34分别通过次级引线法兰38电连接到次级绕组的两个引出端子C和D；两个平面二极管、两个二极管联接板第一输出板通过蝶形弹簧组件36进行压紧，二极管支撑板37设置在第一输出板和二极管联接板之间，用于防止蝶形弹簧组件压力过大时损坏平面二极管35。第二输出板31通过分别安装在整流散热器两侧的两个过渡板32、中心抽头法兰251与中心抽头25电连接。

作为本实施例的一个示例，以第一输出板作为正极输出，第二输出板作为负极输出，第一输输出板连接在平面二极管的负极，二极管联接板与平面二极管的正极相连接，次级绕组产生电流通过二极管联接板从平面二极管的正极进入，经整流后连接到第一输出板，电流由第一输出板输出。

次级线包是由全波整流的通水铜管组成，通水铜管内流过冷却水，初级线包紧靠铜管，将产生的部分热量带走；第一输出板、二极管联接板、次级引线法兰、中心抽头、中心抽头法兰、过渡板和第二输出板的内部设置有通水孔，将所有通水孔和铜管联接起来，组成整流散热器的散热水道。

参照图5所示，整流散热器的散热水道中的冷却水的流动路径如下：冷却水从整流散热器第一输出板进水口进入并分成四路，通过塑胶过水通道分别进入两个平面二极管的二极管联接板板，再由二极管联接板的两个水道汇入二极管联接板的联接法兰通水孔，进入主变压器次级引线法兰到次级绕组的多组铜管，再由各组铜管汇总于主变压器中心抽头及中心抽头法兰，再由整流散热器过渡板进入第二输出板，由第二输出板的出水口流出，其中冷却水可以反向流动，冷却水流量控制在6升/分钟以上。

第一输出板、二极管联接板、次级引线法兰、中心抽头、中心抽头法兰、过渡板和第二输出板均采用导电的紫铜板制成。平面二极管与第一输出板、二极管连接板之间、两个法兰之间要有足够的压力和良好的接触，尤其是法兰接触面要足够大，并有足够的压力这样可减少接触电阻，减少损耗和故障率，提高装置的可靠性。

Claims (10)

1.一种中高频变压器，包括主变压器和整流散热器，其特征在于：所述主变压器包括磁芯、初级绕组和次级绕组；所述初级绕组的中间为三至十一组初级线包，其中由两个匝数相同以正反向绕制成的线包串联形成一组初级线包，具有两个引出端子；所述初级绕组两端位置还分别设有一组初级小线包，将两组初级小线包串联，具有两个引出端子；将初级绕组中的所有引出端子的同名端相联接，即并联为主变压器的两个输入端子；所述次级绕组包括一至五组次级线包和从各次级线包引出的中心抽头，将所有次级线包的两个引出端子的同名端连接即并联得到两个引出端子，分别连接二极管后合并作为主变压器的第一输出端子，所有中心抽头连接在一起作为主变压器的第二输出端子。

2.根据权利要求1所述的中高频变压器，其特征在于：所述初级线包由宽为2～6mm、厚为0.2～0.8mm的绝缘铜带绕制而成。

3.根据权利要求1所述的中高频变压器，其特征在于：所述磁芯由两副CD型纳米晶材料制成的铁芯。

4.根据权利要求1～3任意项所述的中高频变压器，其特征在于：所述整流散热器包括第一输出板、二极管联接板、第二输出板、过渡板和平面二极管；所述次级绕组产生电流通过二极管联接板经平面二极管整流后，连接到第一输出板，电流由第一输出板输出；所述第一输出板两侧设有两个平面二极管，在两个平面二极管的外侧分别是二极管联接板，两个二极管联接板分别通过次级引线法兰连接到次级绕组的两个引出端子；所述第二输出板通过过渡板与中心抽头连接。

5.根据权利要求4所述的中高频变压器，其特征在于：所述两个平面二极管、两个二极管联接板和第一输出板通过蝶形弹簧组件进行压紧。

6.根据权利要求5所述的中高频变压器，其特征在于：所述二极管联接板与第一输出板之间设置有二极管支撑板，二极管支撑板防止蝶形弹簧组件压力过大时损坏平面二极管。

7.根据权利要求4所述的中高频变压器，其特征在于：所述整流散热器的第一输出板、二极管联接板、次级引线法兰、中心抽头、过渡板和第二输出板的内部都设有通水孔。

8.根据权利要求7所述的中高频变压器，其特征在于：所述次级线包由通水的铜管绕制组成，铜管内流过冷却水，初级线包紧靠铜管，将产生的部分热量带走；将所有通水孔和铜管联接起来，组成整流散热器的散热水道。

9.根据权利要求8所述的中高频变压器，其特征在于：所述散热水道中的冷却水的流动路径是：冷却水从第一输出板进水口进入，通过塑胶过水通道分成四路进入两个二极管联接板，再由两个二极管联接板分别分两路进入次级引线法兰的通水孔，流入主变压器的次级绕组的铜管，再由各组铜管汇总于主变压器的中心抽头及中心抽头法兰，再汇入过渡板进入第二输出板，从第二输出板出水口流出，其中冷却水可以反向流动。

10.根据权利要求4所述的中高频变压器，其特征在于：所述第一输出板、二极管联接板、次级引线法兰、中心抽头、过渡板和第二输出板均采用导电的紫铜板制成。