[发明专利]变压器及其制造方法

说明书

本发明提供一种变压器及其制造方法，变压器包括环形磁芯、至少一第一绕组、内套管、外套管和至少一第二绕组。环形磁芯具有本体部及中空部，中空部贯穿本体部。至少一第一绕组通过中空部围绕本体部缠绕。内套管贯穿中空部。外套管套设于内套管的外部并且内套管和外套管之间容置环形磁芯和至少一第一绕组。至少一第二绕组围绕内套管和外套管缠绕。内套管和外套管将至少一第一绕组与至少一第二绕组隔开并且将至少一第二绕组和环形磁芯隔开。本发明显著提高变压器的耐压及局放熄灭电压，减小体积。

技术领域

本公开涉及一种变压器，特别涉及一种高绝缘性能小型化变压器及其制造方法。

背景技术

近年来，变压器在中压配电装置中应用广泛，例如IGBT的驱动、保护或者电源变压器等。各类系统在模块化设计时均对变压器需求数量大。为了提高应用系统的功率密度，便需对变压器体积提出小型化需求。

低压系统中，变压器绝缘往往利用空气作为绝缘介质，由于绝缘水平要求不高，产品的体积往往可以接受。但在中压系统中，对变压器绝缘的耐压(withstand voltage)及局放(partial discharge,PD)水平要求较高，传统的中压变压器多采用骨架将高低压的绕组隔离开，再利用空气作为绝缘介质，所得变压器的体积大、绝缘水平低，无法满足系统性能及功率密度的要求。

另外，传统中压变压器中，亦有采用模压预制隔离结构，将高低压的绕组隔离开，再在预制隔离结构上开孔，使灌封胶进入内部，在外壳中负压浇注灌封胶。然而预制隔离结构上的开孔易对灌封胶流动产生阻碍，不利于模腔内部气泡排出，容易在内部产生缺陷，因此在较高电压下应用受限。

因此，如何发展一种高绝缘性能且体积小的变压器及其制造方法来解决现有技术所面临的问题，实为本领域急需面对的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变压器及其制造方法。将内套管和外套管设置于绕组间，能够提高变压器的耐压及局放水平，进而减小体积，提升产品的竞争力，同时达成简化制造流程及降低成本的目的。

本发明的另一目的在于提供一种变压器及其制造方法。变压器由第一绕组、环形磁芯、内套管、外套管以及第二绕组组成。变压器第一绕组和第二绕组之间电压应力集中，由内套管和外套管将第一绕组和第二绕组隔开，实现变压器高压绝缘性能及小型化。放置环形磁芯、第一绕组、第二绕组以及内外套管于外壳中，并浇注灌封胶。由于环形磁芯顶部和底部均镂空，浇注灌封胶时，灌封胶流动阻力小，内部气泡容易溢出，保证变压器内部无裂痕及气泡等缺陷。变压器使用内外套管作为隔离结构可显著提高变压器耐受电压及局放熄灭电压，减小变压器的体积，降低成本。

为达上述目的，本发明提供一种变压器，包括环形磁芯、至少一第一绕组、内套管、外套管以及至少一第二绕组。环形磁芯具有一本体部和一中空部。中空部贯穿本体部。至少一第一绕组通过中空部围绕环形磁芯的本体部缠绕。内套管贯穿环形磁芯的中空部。外套管套设于内套管外部，并且内套管和外套管之间容置有环形磁芯和至少一第一绕组。至少一第二绕组围绕内套管和外套管缠绕。内套管和外套管将至少一第一绕组与至少一第二绕组隔开，并且将至少一第二绕组和环形磁芯隔开。

在一实施例中，环形磁芯的本体部为圆环或跑道形，且具有一矩形截面，其中矩形截面具有至少一倒角部。

在一实施例中，环形磁芯的本体部为圆环或跑道形，且具有一圆形截面。

在一实施例中，至少一第一绕组包括一个第一绕组，第一绕组通过中空部以疏绕方式围绕所述环形磁芯的本体部缠绕。

在一实施例中，至少一第一绕组包括多个第一绕组，多个第一绕组通过中空部以并绕方式围绕环形磁芯的本体部缠绕或者以密绕方式围绕环形磁芯的本体部缠绕。

在一实施例中，至少一第二绕组包括一个第二绕组，第二绕组以疏绕方式围绕内套管和外套管缠绕。