CN114566365B - 一种具有过热保护功能的电源变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有过热保护功能的电源变压器，在变压器工作发热到一定程度后，通过传感器控制半导体制冷片对线圈进行降温，当半导体制冷片的散热片组自主散热不足以满足工作需求时，鼓风机启动，结合风冷对散热片组进行降温；特殊情况下，当变压器由于某种原因在工作时温度急剧升高，通过电磁铁控制改变鼓风机的吹风路径，使气流先环绕流过变压器线圈的四周在流经散热片组，最后通过格栅板散发至外界空间，使用此方法会导致变压器壳体短时间温度升高，在一定程度上损伤了外壳的寿命，但是保护了变压器的内部结构；且本发明的铁芯只有侧面通过支撑卡座与壳体连接，引线布也设壳体上，利用挡风板引导，保证了线圈四周的气体流。

Description

一种具有过热保护功能的电源变压器
技术领域
本发明属于变压器技术领域，具体涉及一种具有过热保护功能的电源变压器。
背景技术
变压器发热的原因有很多，比如变压器的负荷过载，比同样负荷及冷却条件下温度升高10℃以上视为温度异常升高，造成温度异常升高的原因有：分接开关接触不良、线圈匝间短路、内部各接头发热、铁芯硅钢片间存在短路或涡流不正常现象、冷却器工作异常等。变压器工作时发热属于常见现象，但是当变压器过热时，不仅可能导致变压器寿命损耗，而且会引发重大事故，造成严重后果。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种具有过热保护功能的电源变压器。
本发明所采用的技术方案为：
一种具有过热保护功能的电源变压器，包括：
铁芯，所述铁芯上缠绕有线圈；
导冷板，与所述线圈的两侧接触，用于降低所述线圈的温度；
半导体制冷片，与所述导冷板固定连接，用于制冷并传递至所述导冷板上；
空气柱，设置在所述铁芯的侧面，用于监测所述线圈的温度；
鼓风机，与所述线圈连接，用于变压器过热后使行气体流通进行降温。
变压器在工作时在一定范围使允许发热的，但是无用的热量会损耗变压器的使用寿命，在一般情况下使用半导体制冷片进行降温，成本较低而且无噪音无污染，在过热情况下使用风冷和导冷组合的方式进行降温。
作为本发明的优选，还包括散热片组，所述散热片组固定设置在支撑套筒的外侧面，所述支撑套筒与所述半导体制冷片远离所述导冷板的一侧固定连接，所述散热片组用于传导所述半导体制冷片产生的热量。
半导体制冷片和导冷板之间用导热硅脂进行填充，导冷板散热的一面连接支撑套筒和发射状的一圈散热片组，能够进行自主散热。
作为本发明的优选，还包括温度传感器，所述温度传感器用于检测所述线圈的温度来控制半导体制冷片是否进行工作。
温度传感器作为一种成熟技术，具有工作状态稳定，精度高，而且成本较低，选择多样化，采购也较简单等优点，通过温度传感器来控制半导体制冷片的工作，对本发明的几种工作状态的准确性得到了提高。
作为本发明的优选，还包括壳体，所述壳体内设有工作空间，所述铁芯和所述鼓风机都位于所述工作空间内，所述铁芯的外框为矩形，所述鼓风机位于所述铁芯的一个角，所述鼓风机的其余三个角处分别设有一个与所述工作空间的内壁固定连接的挡风板。
挡风板能够引导鼓风机吹出风的流动方向，使气流环绕在线圈的侧面，流动一周带有热量的气流上升，散发至外界空间。
作为本发明的优选，还包括电磁铁，所述电磁铁与连接杆固定连接，所述连接杆固定设置在铁芯上，所述电磁铁的两端分别设有一个磁铁片，两个磁铁片分别通过两个扭簧转动连接在两个引流板上，每个所述引流板的两端分别通过一个固定支架与所述工作空间的内壁固定连接。
通过扭簧转动连接的磁铁片可以通过电磁铁来控制其方向，通过电磁铁可以使鼓风机的气流能够吹向散热片组也能够吹向线圈。
作为本发明的优选，还包括支撑座，所述支撑座用于支撑所述鼓风机，所述鼓风机上固定设有出风口和进风口，所述出风口对准所述铁芯和所述散热片组之间的位置，所述进风口固定连接有滤网，所述滤网嵌设在所述壳体内并与外界空间连通。
鼓风机的进风口通过滤网与外界空间连接，鼓风机工作时，冷风流进壳体内，热风散发的外界空间。
作为本发明的优选，还包括接头，所述接头设置在所述铁芯的下侧，所述接头上连接有引线，所述引线呈“L”型布设并固定在所述工作空间的一侧内壁上。
变压器的输出和输入引线都布设在工作空间的一侧内壁上，不影响鼓风机吹动气体呈环绕状流动。
作为本发明的优选，还包括格栅板，所述格栅板设置在工作空间靠近所述散热片组的一侧，所述格栅板与所述壳体固定连接。
壳体的最上侧设有格栅板，热气流上升经过格栅板与外界空气形成温度交换。
作为本发明的优选，还包括支撑卡座，所述铁芯卡设在所述支撑卡座上，所述支撑卡座与所述工作空间一侧内壁固定连接。
铁芯只通过支撑卡座与壳体连接，其余方向都是悬空，确保了线圈的四周空气流通。
作为本发明的优选，还包括控制终端，所述控制终端控制所述鼓风机和所述电磁铁的工作状态，所述控制终端固定设置在所述工作空间的一侧内壁上，所述控制终端上设有多个触点开关，所述空气柱内滑动设有活塞，所述活塞隔绝所述空气柱的上下两端，所述空气柱外侧滑动设有与所述活塞磁性连接的磁铁滑块，所述磁铁滑块通过滑动可触发其中一个所述触点开关，所述控制终端一侧设有与工作空间一侧内壁固定连接的电源模块，所述电源模块提供所述半导体制冷片、所述电磁铁和所述鼓风机的动力。
密封的空气柱，通过隔绝其上下端的活塞来控制磁铁滑块与触点开关的接触，其中活塞内部为铁质材料，可以在很薄的空气柱的内部与磁铁滑块磁性连接。
本发明的有益效果为：本发明作为一种具有过热保护功能的电源变压器，在变压器工作发热到一定程度后，通过传感器控制半导体制冷片对线圈进行降温，当半导体制冷片的散热片组自主散热不足以满足工作需求时，鼓风机启动，结合风冷对散热片组进行降温；特殊情况下，当变压器由于某种原因在工作时温度急剧升高，通过电磁铁控制改变鼓风机的吹风路径，使气流先环绕流过变压器线圈的四周在流经散热片组，最后通过格栅板散发至外界空间，使用此方法会导致变压器壳体短时间温度升高，在一定程度上损伤了外壳的寿命，但是保护了变压器的内部结构；且本发明的铁芯只有侧面通过支撑卡座与壳体连接，引线布也设壳体上，利用挡风板引导，保证了线圈四周的气体流。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明图1的A-A方向示意图；
图3是本发明图1的B-B方向示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1-3说明本发明的具体实施方式，一种具有过热保护功能的电源变压器，包括：
铁芯15，所述铁芯15上缠绕有线圈17；
导冷板26，与所述线圈17的两侧接触，用于降低所述线圈17的温度；
半导体制冷片22，与所述导冷板26固定连接，用于制冷并传递至所述导冷板26上；
空气柱35，设置在所述铁芯15的侧面，用于监测所述线圈17的温度；
鼓风机30，与所述线圈17连接，用于变压器过热后使行气体流通进行降温。
有益地，还包括散热片组20，所述散热片组20固定设置在支撑套筒21的外侧面，所述支撑套筒21与所述半导体制冷片22远离所述导冷板26的一侧固定连接，所述散热片组20用于传导所述半导体制冷片22产生的热量。
有益地，还包括温度传感器16，所述温度传感器16用于检测所述线圈17的温度来控制半导体制冷片22是否进行工作。
有益地，还包括壳体12，所述壳体12内设有工作空间13，所述铁芯15和所述鼓风机30都位于所述工作空间13内，所述铁芯15的外框为矩形，所述鼓风机30位于所述铁芯15的一个角，所述鼓风机30的其余三个角处分别设有一个与所述工作空间13的内壁固定连接的挡风板14。
有益地，还包括电磁铁23，所述电磁铁23与连接杆25固定连接，所述连接杆25固定设置在铁芯15上，所述电磁铁23的两端分别设有一个磁铁片24，两个磁铁片24分别通过两个扭簧27转动连接在两个引流板28上，每个所述引流板28的两端分别通过一个固定支架34与所述工作空间13的内壁固定连接。
有益地，还包括支撑座33，所述支撑座33用于支撑所述鼓风机30，所述鼓风机30上固定设有出风口29和进风口32，所述出风口29对准所述铁芯15和所述散热片组20之间的位置，所述进风口32固定连接有滤网31，所述滤网31嵌设在所述壳体12内并与外界空间连通。
有益地，还包括接头18，所述接头18设置在所述铁芯15的下侧，所述接头18上连接有引线19，所述引线19呈“L”型布设并固定在所述工作空间13的一侧内壁上。
有益地，还包括格栅板11，所述格栅板11设置在工作空间13靠近所述散热片组20的一侧，所述格栅板11与所述壳体12固定连接。
有益地，还包括支撑卡座41，所述铁芯15卡设在所述支撑卡座41上，所述支撑卡座41与所述工作空间13一侧内壁固定连接。
有益地，还包括控制终端36，所述控制终端36控制所述鼓风机30和所述电磁铁23的工作状态，所述控制终端36固定设置在所述工作空间13的一侧内壁上，所述控制终端36上设有多个触点开关37，所述空气柱35内滑动设有活塞39，所述活塞39隔绝所述空气柱35的上下两端，所述空气柱35外侧滑动设有与所述活塞39磁性连接的磁铁滑块38，所述磁铁滑块38通过滑动可触发其中一个所述触点开关37，所述控制终端36一侧设有与工作空间13一侧内壁固定连接的电源模块40，所述电源模块40提供所述半导体制冷片22、所述电磁铁23和所述鼓风机30的动力。
本发明使用方法：
初始状态时，扭簧27处于压缩状态，电磁铁23处于断电失磁状态，活塞39位于空气柱35的下侧，磁铁滑块38不接触任何一个触点开关37。
变压器工作时，在允许范围内，产生发热，温度传感器16检测到温度上升到规定值时，半导体制冷片22开始工作，所述半导体制冷片22通过导冷板26对线圈17进行降温，所述半导体制冷片22产生的热量通过支撑套筒21传递至散热片组20上，散热片组20自主散热，并通过格栅板11散发至外界空间，此时空气柱35的上端受到散热片组20产生的热量，同时下端受到线圈17产生的热量，活塞39的位置不发生变化，当线圈17冷却下来后，温度传感器16控制半导体制冷片22停止工作；
变压器异常发热时，线圈17温度升高，导致活塞39上移，当活塞39上移至磁铁滑块38触发触点开关37时,控制终端36控制鼓风机30工作，出风口29吹出的风经过引流板28和电磁铁23的上侧，并受到磁铁片24的引导，改变方向，向上流动，加快散热片组20进行散热，提高半导体制冷片22的工作效率，进而使线圈17达到进一步降温的目的，当线圈17和散热片组20的相对温度保持平衡时，活塞39向下移动，控制终端36控制鼓风机30停止工作；
变压器由于违规操作等特殊情况急剧升温时，即使散热片组20在鼓风机30的辅助作用下进行散热，也不能使半导体制冷片22对线圈17达到冷却时，空气柱35下端受到线圈17的影响，活塞39上升至上端，当磁铁滑块38触发最上端的触点开关37时，鼓风机30已经启动，控制终端36控制电磁铁23得电通磁，电磁铁23排斥两个磁铁片24，两个磁铁片24分别绕扭簧27转动至水平状态，此时扭簧27处于进一步压缩状态，从出风口29吹出的风经过三个挡风板14在工作空间13的内部形成一个环绕线圈17的气流，吹过线圈17的侧面一周后再吹散热片组20的侧面最后经过格栅板11散发至外界空间，当线圈17冷却下来后，活塞39向下移动，控制终端36控制电磁铁23和鼓风机30停止工作。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有过热保护功能的电源变压器，其特征在于，包括：
铁芯，所述铁芯上缠绕有线圈；
导冷板，与所述线圈的两侧接触，用于降低所述线圈的温度；
半导体制冷片，与所述导冷板固定连接，用于制冷并传递至所述导冷板上；
空气柱，设置在所述铁芯的侧面，用于监测所述线圈的温度；
鼓风机，与所述线圈连接，用于变压器过热后使行气体流通进行降温；
还包括壳体，所述壳体内设有工作空间，所述铁芯和所述鼓风机都位于所述工作空间内，所述铁芯的外框为矩形，所述鼓风机位于所述铁芯的一个角，所述鼓风机的其余三个角处分别设有一个与所述工作空间的内壁固定连接的挡风板；
还包括电磁铁，所述电磁铁与连接杆固定连接，所述连接杆固定设置在铁芯上，所述电磁铁的两端分别设有一个磁铁片，两个磁铁片分别通过两个扭簧转动连接在两个引流板上，每个所述引流板的两端分别通过一个固定支架与所述工作空间的内壁固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有过热保护功能的电源变压器，其特征在于：还包括散热片组，所述散热片组固定设置在支撑套筒的外侧面，所述支撑套筒与所述半导体制冷片远离所述导冷板的一侧固定连接，所述散热片组用于传导所述半导体制冷片产生的热量。
3.根据权利要求1所述的一种具有过热保护功能的电源变压器，其特征在于：还包括温度传感器，所述温度传感器用于检测所述线圈的温度来控制半导体制冷片是否进行工作。
4.根据权利要求2所述的一种具有过热保护功能的电源变压器，其特征在于：还包括支撑座，所述支撑座用于支撑所述鼓风机，所述鼓风机上固定设有出风口和进风口，所述出风口对准所述铁芯和所述散热片组之间的位置，所述进风口固定连接有滤网，所述滤网嵌设在所述壳体内并与外界空间连通。
5.根据权利要求4所述的一种具有过热保护功能的电源变压器，其特征在于：还包括接头，所述接头设置在所述铁芯的下侧，所述接头上连接有引线，所述引线呈“L”型布设并固定在所述工作空间的一侧内壁上。
6.根据权利要求2所述的一种具有过热保护功能的电源变压器，其特征在于：还包括格栅板，所述格栅板设置在工作空间靠近所述散热片组的一侧，所述格栅板与所述壳体固定连接。
7.根据权利要求4所述的一种具有过热保护功能的电源变压器，其特征在于：还包括支撑卡座，所述铁芯卡设在所述支撑卡座上，所述支撑卡座与所述工作空间一侧内壁固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种具有过热保护功能的电源变压器，其特征在于：还包括控制终端，所述控制终端控制所述鼓风机和所述电磁铁的工作状态，所述控制终端固定设置在所述工作空间的一侧内壁上，所述控制终端上设有多个触点开关，所述空气柱内滑动设有活塞，所述活塞隔绝所述空气柱的上下两端，所述空气柱外侧滑动设有与所述活塞磁性连接的磁铁滑块，所述磁铁滑块通过滑动可触发其中一个所述触点开关，所述控制终端一侧设有与工作空间一侧内壁固定连接的电源模块，所述电源模块提供所述半导体制冷片、所述电磁铁和所述鼓风机的动力。
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