[发明专利]电力变压器磁芯的基础组件，包括其的磁芯，制造该磁芯的方法及包括该磁芯的变压器

说明书

本发明涉及一种缠绕型的电力变压器磁芯的基础组件、包括该基础组件的磁芯、制造该磁芯的方法及包括该磁芯的变压器。所述基础组件特征在于，其由叠加的第一绕组(1，2)与第二绕组(3，4)组成，并且第一绕组与第二绕组分别由第一材料与第二材料制成。第一绕组(1，2)的横截面(S₁，S₂)与第二绕组(3，4)的横截面(S₃，S₄)是这样的比例(S₁/(S₁+S₃)；S₂/(S₂+S₄))，该比例是具有高饱和磁极化强度(Js)的第一绕组的横截面相比于两种材料的横截面集合，该比例介于2％～50％之间，优选介于4％～40％之间。

技术领域

本发明涉及能够放置在飞机上的电力变压器领域。该电力变压器用于提供源网络和飞机上电力以及电子系统之间的隔离，以及一次回路(在飞机发电机的供电网的一侧)与一个或者若干个二次回路之间的电压转换。此外，这些变压器可以是通过基于电子元件的下游功能的“整流器”，以便向飞机上的特定设备传送恒定电压。

背景技术

飞机上低频(≤1kHz)变压器主要由磁芯以及由铜制成的初级绕组和次级绕组构成，上述磁芯由柔软的、叶片状的磁性合金制成，取决于结构约束条件来堆叠或者缠绕。初级电源电流随时间变化，并且是周期性的，但不一定具有纯粹地正弦形状，初级电源电流不会从根本上改变变压器的需求。

变压器受制于多重约束条件。

变压器必须具有尽可能小的体积和/或质量(一般来说，两者息息相关)，从而有尽可能高的体积或质量的功率密度。工作频率越低，磁轭的横截面以及该磁轭的体积(继而质量)就越大，这种情况加剧了在低频应用中将变压器小型化的趋势。由于经常施加基频，即意味着获得最高可能的工作磁通量，如果施加了输出的电力，最小化磁通量的通道截面(继而将材料的质量)，仍然可以通过减少飞机质量来增加单位功率。

变压器必须有足够的寿命(取决于应用至少10到20年)以便使变压器有利。因此，就变压器的老化必须考虑操作热平衡。通常，200℃下最小使用时间100000h是理想的。

变压器必须在具有大致正弦频率、可能从一个时刻到另一时刻突然上升60％的有效输出电压幅度的电网下工作，并且特别是当变压器开启或电磁致动器突然被激活时。因此，根据设计，这通过磁芯的非线性磁化曲线在变压器的初级线圈引起励磁涌流。变压器的器件(绝缘材料和电子元件)必须能够承受励磁涌流的强烈变化(称为“涌流作用”)而不受损害。

变压器因电磁力和磁致伸缩而发出的噪声必须足够低以遵从有效标准或满足位于变压器附近的用户或职员的要求。飞机驾驶员和副驾驶员越来越希望能够通过直接的声音而不再是使用耳机来进行交流。

变压器的热效率也非常重要，由于热效率既决定了变压器的内部工作温度又决定了变压器必须排出的热流，比如与相应尺寸的油泵相关联的在绕组和磁轭的周围使用油浴。热能源的主要损耗来自初级绕组和次级绕组的焦耳效应，而磁损耗来自磁通量随时间的变化dΦ/dt以及磁性材料。在工业实践中，推导的体积热功率受限于由油泵的尺寸和功率施加的特定阈值，并且内部操作限制了变压器的温度。

最后，变压器的成本必须保持尽可能低以在考虑变压器热平衡的情况下，确保材料、设计、制造和保养的成本，以及设备的电功率密度(质量或体积)的最优化之间的最佳技术经济的折中。

一般来说，有着寻求最高可能的质量/体积功率密度的兴趣。考虑评估这些的标准主要是饱和在800A/m B₈₀₀下的磁极化强度Js和励磁电感。目前有两种技术用于制造飞机上的低频变压器。