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CN114974836A - 一种超高频固体封装高压变压器及其工装装置 - Google Patents

一种超高频固体封装高压变压器及其工装装置 Download PDF

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CN114974836A
CN114974836A CN202210376923.1A CN202210376923A CN114974836A CN 114974836 A CN114974836 A CN 114974836A CN 202210376923 A CN202210376923 A CN 202210376923A CN 114974836 A CN114974836 A CN 114974836A
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ultra
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陈岗
夏冰成
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Anshan Leadsun Electronics Co ltd
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Abstract

本发明提供一种超高频固体封装高压变压器及其工装装置，所述变压器包括磁芯结构体、初级绕组结构体和次级绕组结构体；初级绕组结构体和次级绕组结构体由内至外依次套装在磁芯结构体的磁芯圆柱上。初级绕组结构体包括空心圆柱形的初级绕组骨架和绕制在初级绕组骨架上的初级绕组。次级绕组结构体包括次级绕组骨架、次级绕组和次级绕组封装加强结构，次级绕组骨架的外周环绕有导线槽，导线槽内布置次级绕组，次级绕组封装加强结构封装在次级绕组骨架的外周，将次级绕组封装在内。重新设计了初、次级绕组的骨架及绝缘机构，并对次级绕组进行了绝缘封装，具有体积小、寄生电容小、漏感小、功率密度高、降低变压器发热、安装维护快捷等优点。

Description

一种超高频固体封装高压变压器及其工装装置
技术领域
本发明涉及X射线机用高压变压器技术领域，特别涉及一种超高频固体封装高压变压器及其工装装置。
背景技术
X射线机通过使灯丝产生电子，在真空环境电场力的作用下，高速撞击阳极靶产生X射线，提供灯丝电流的灯丝变压器组件是一种在高压油箱中的的超高频高压变压器，是设备中的重要组成部分，直接影响X射线的质量。
传统的变压器结构大多由很多部件拼接组成，普遍存在功率损耗大、体积占比大、安装维护困难等因素，限制了X射线机的轻量化、集成化、模块化、批量化生产。
需要设计一种固体封装高压变压器，固体封装高压变压器的突出特点为：体积小、寄生电容小、漏感小、功率密度高、降低变压器发热、安装维护快捷等，将大大提高生产效率。
另外，由于上述的固体封装高压变压器的次级绕组的封装结构的特殊的设计，为了配合固体封装高压变压器的生产，需要设计一种与工装装置，用于次级绕组结构体的外周进行封装灌注。
发明内容
为了解决背景技术提出的技术问题，本发明提供一种超高频固体封装高压变压器及其工装装置，可以X射线机中使用，对变压器的初、次级绕组进行了整体的改进设计，重新设计了初、次级绕组的骨架及绝缘机构，并对次级绕组进行了绝缘封装，改进后的变压器整体具有体积小、寄生电容小、漏感小、功率密度高、降低变压器发热、安装维护快捷等优点。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种超高频固体封装高压变压器，包括磁芯结构体、初级绕组结构体和次级绕组结构体；所述的磁芯结构体为口字型结构，其垂直的两个边为两个由磁芯构成的磁芯圆柱，初级绕组结构体和次级绕组结构体由内至外依次套装在磁芯结构体的其中一个磁芯圆柱上。
所述的初级绕组结构体包括空心圆柱形的初级绕组骨架和绕制在初级绕组骨架上的初级绕组。
所述的次级绕组结构体包括次级绕组骨架、次级绕组和次级绕组封装加强结构，次级绕组骨架为空心圆柱形状，圆柱的外周环绕有导线槽，导线槽内布置次级绕组，次级绕组封装加强结构封装在次级绕组骨架的外周，将次级绕组封装在内；次级绕组封装加强结构上开有次级绕组引出端子的预埋通孔，预埋通孔内预埋引出端子，引出端子与次级绕组相连接。
进一步地，所述的初级绕组由铜板与其外部的聚氨酯薄膜双层绕制而成。
进一步地，所述的初级绕组骨架的上端平面处部开有通孔，初级绕组的引出端子从此通孔中引出。
进一步地，所述的次级绕组骨架采用自恢复材料，自恢复材料包括聚四氟乙烯。
进一步地，所述的次级绕组为漆包线。
进一步地，所述的次级绕组封装加强结构为在次级绕组骨架外周敷设的一层绝缘散热材料，绝缘散热材料的外周均布有多个径向的加强环和轴向的加强筋。
进一步地，还包括底座，底座固定在磁芯结构体的下端。
一种超高频固体封装高压变压器的工装装置，包括定位中轴、左侧板、右侧板、前端板和后端板；次级绕组骨架穿在定位中轴上，定位中轴的两端分别固定在前端板和后端板的中心；左侧板和右侧板均为半圆桶形状，左侧板和右侧板的端部固定在前端板和后端板上，构成一个圆桶，将绕制有次级绕组的次级绕组骨架封闭固定在其中心。
所述的左侧板和右侧板的半圆桶的一侧边部设有半长槽，左侧板和右侧板合在一起时，两个半长槽构成一个长槽，为灌注口。
所述的左侧板和右侧板的半圆桶的另一侧边部设有多个半圆孔，左侧板和右侧板合在一起时，半圆孔构成多个圆孔，为次级绕组引出端子的预埋通孔。
进一步地，所述的左侧板和右侧板的内侧均设有多个径向的环型凹槽和轴向的长条形凹槽。
进一步地，所述的左侧板和右侧板的外侧均设有操作扳手。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的超高频固体封装高压变压器，可以X射线机中使用，对变压器的初、次级绕组进行了整体的改进设计，重新设计了初、次级绕组的骨架及绝缘机构，并对次级绕组进行了绝缘封装，改进后的变压器整体具有体积小、寄生电容小、漏感小、功率密度高、降低变压器发热、安装维护快捷等优点。
2、为了配合上述结构的高压变压器的生产，本发明还设计了一种高压变压器次级绕组结构体的工装装置，对绕制有次级绕组的次级绕组骨架的外周进行封装灌注，从而形成次级绕组固体封装结构的次级绕组封装加强结构。
附图说明
图1是本发明的一种超高频固体封装高压变压器的整体结构立体图；
图2是本发明的整体结构剖视图一；
图3是本发明的整体结构剖视图二；
图4是本发明的磁芯结构体立体图；
图5是本发明的初级绕组结构体的初级绕组骨架立体图；
图6是本发明的初级绕组结构体的剖视图；
图7是本发明的次级绕组结构体的次级绕组骨架立体图；
图8是本发明的次级绕组结构体的立体图；
图9是本发明的次级绕组结构体的局部剖视放大图；
图10是本发明的底部结构图；
图11是本发明的次级绕组结构体的工装装置的整体结构组装立体图(灌注前)；
图12是本发明的次级绕组结构体的工装装置的整体结构组装立体图(灌注后)；
图13是图12的另一面视图；
图14是本发明的次级绕组结构体的工装装置的俯视图；
图15是本发明的次级绕组结构体的工装装置的侧视图；
图16是本发明的次级绕组结构体的工装装置的封装后结构立体图；
图17是图16的另一面视图。
图中：1-磁芯结构体2-初级绕组结构体3-次级绕组结构体4-底座5-磁芯6-丝杆7-固定支架8-绝缘护套9-初级绕组骨架10-初级绕组11-初级绕组引出端开口12-次级绕组骨架13-次级绕组14-次级绕组封装加强结构15-次级绕组的引出端子16-绝缘调整垫片17-自锁调整螺母18-导线槽19-引出端凹槽20-初级绕组的引出端子21-加强环22-加强筋。
101-定位中轴102-左侧板103-右侧板104-前端板105-后端板106-灌注口107-操作扳手108-定位凸台109-半长槽110-半圆孔111-凸起112-环型凹槽113-长条形凹槽114-螺栓115-坡口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。
如图1-10所示，一种超高频固体封装高压变压器，包括磁芯结构体1、初级绕组结构体2、次级绕组结构体3和底座4。
所述的磁芯结构体1为口字型结构，其垂直的两个边为两个由磁芯5构成的磁芯圆柱，磁芯圆柱由多个空心的磁芯5上下拼接并套在丝杆6上而成，丝杆6上套有绝缘护套8进行绝缘保护，丝杆6上下两端通过自锁调整螺母17将磁芯5压紧，自锁调整螺母15与磁芯5之间有绝缘调整垫片16，磁芯5为铁氧化体EIR型磁芯。两个磁芯圆柱的上下两端通过横向的固定支架7连接构成口字型结构。
初级绕组结构体2和次级绕组结构体3由内至外依次套装在磁芯结构体1的其中一个磁芯圆柱上。
所述的初级绕组结构体2包括空心圆柱形的初级绕组骨架9和绕制在初级绕组骨架9上的初级绕组10。所述的初级绕组10由0.3mm铜板与其外部的聚氨酯薄膜双层绕制而成。所述的初级绕组骨架9的上、下端均为平面，上端的平面处部开有通孔(初级绕组引出端开口11)，初级绕组10的引出端子20从此通孔中引出。
所述的次级绕组结构体3包括次级绕组骨架12、次级绕组13和次级绕组封装加强结构14。次级绕组骨架12为空心圆柱形状，圆柱的外周环绕有导线槽18，导线槽18内布置次级绕组13，次级绕组封装加强结构14封装在次级绕组骨架12的外周，将次级绕组13封装在内；次级绕组封装加强结构14上开有次级绕组引出端子15的预埋通孔，预埋通孔内预埋次级绕组引出端子15，次级绕组引出端子15与次级绕组13相连接。
所述的次级绕组封装加强结构14为在次级绕组骨架12外周敷设的一层绝缘散热材料，绝缘散热材料的外周均布有多个径向的加强环21和轴向的加强筋22。在加强环21上依据次级绕组引出端子15的出线位置，预埋M2埋藏结构螺母作为次级绕组引出端子15，与次极绕组13出线连接。在所述的次级绕组骨架12的导线槽18的多个部位开有多个引出端凹槽19，用于次级绕组引出端子15能够与次极绕组13进行接触和连接，绕组引出端子15的预埋位置不同，其与次极绕组13接触的绕组部位不同，使其引出端的出线电压不同。
本发明的次级绕组封装加强结构14采用预埋M2螺母作为次级绕组引出端子15螺接结构，简化了传统的焊接方式，有效防止在使用过程中线体脱落、易于检修更换。本发明的次级绕组封装加强结构14的横向的加强环21和纵向的加强筋22，加强环21和加强筋22设有工艺圆角，防止尖端放电，增大线圈工作间的散热有效面积。
所述的次级绕组骨架12采用自恢复材料，自恢复材料包括聚四氟乙烯。
所述的次级绕组13为0.3mm漆包线。
所述的底座4固定在磁芯结构体1的下端，焊接在绝缘调整垫片16的一侧，底座4采用2.5mm厚304不锈钢材质，防止使用过程中的腐蚀，同时单侧固定结构，简化安装方式，提高工作效率。
本发明对变压器的初、次级绕组进行了整体的改进设计，可以X射线机中使用，重新设计了初、次级绕组的骨架及绝缘机构，并对次级绕组13进行了绝缘封装，改进后的变压器整体具有体积小、寄生电容小、漏感小、功率密度高、降低变压器发热、安装维护快捷等优点，将大大提高生产效率。
如图11-17所示，为了配合上述结构的高压变压器的生产，本发明设计了一种高压变压器次级绕组结构体的工装装置，对绕制有次级绕组13的次级绕组骨架12的外周进行封装灌注，从而形成次级绕组固体封装结构3的次级绕组封装加强结构14。
本发明设计的一种超高频固体封装高压变压器的工装装置包括定位中轴101、左侧板102、右侧板103、前端板104和后端板105。
次级绕组骨架12穿在定位中轴101上，定位中轴101的两端分别固定在前端板104和后端板105的中心。中心定位具体结构为：定位中轴101的两端设有凸起11，前端板104和后端板105的中心设有定位凸台108，定位中轴101两端的凸起111插入定位凸台108内的圆槽中进行定位。
左侧板102和右侧板103均为半圆桶形状，左侧板102和右侧板103的端部通过螺栓114固定在前端板104和后端板105上，构成一个圆桶，将绕制有次级绕组103的次级绕组骨架12封闭固定在其中心。
所述的左侧板102和右侧板103的半圆桶的一侧边部设有半长槽109，左侧板102和右侧板103合在一起时，两个半长槽109构成一个长槽，为灌注口106。半长槽109的边部还设有坡口115，坡口115的作用是预防二次灌注导致分层，由于受热引起的反复变形造成接触面的分层，引起二次层的脱落。
所述的左侧板102和右侧板103的半圆桶的另一侧边部设有多个半圆孔110，左侧板102和右侧板103合在一起时，半圆孔110构成多个圆孔，为次级绕组引出端子15的预埋通孔。
所述的左侧板102和右侧板103的内侧均设有多个径向的环型凹槽112和轴向的长条形凹槽113，环型凹槽112和长条形凹槽113的部分在灌注后形成次级绕组封装加强结构14的多个径向的加强环21和轴向的加强筋22。
所述的左侧板102和右侧板103的外侧均设有操作扳手107，方便操作。
如图14所示，所述的前端板104和后端板105的底部，以及左侧板102、右侧板103的端部的底部均设有平面部分，本发明在组装后能够稳定的放置在操作台上，放置后灌注口106位于上端，方便灌注。
如图11-17所示，本发明的灌注方法为：将绕制有次级绕组13的次级绕组骨架12固定在本发明内部并组装封闭后，首先将次级绕组引出端子15预埋在底部的预埋通孔中，然后将本发明平稳放置在操作台上，从上部的灌注口106将绝缘散热材料的灌注料灌注进本发明中，等成型后打开本发明，即形成了次级绕组固体封装结构3。
以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

Claims (10)

1.一种超高频固体封装高压变压器，其特征在于，包括磁芯结构体、初级绕组结构体和次级绕组结构体；所述的磁芯结构体为口字型结构，其垂直的两个边为两个由磁芯构成的磁芯圆柱，初级绕组结构体和次级绕组结构体由内至外依次套装在磁芯结构体的其中一个磁芯圆柱上；
所述的初级绕组结构体包括空心圆柱形的初级绕组骨架和绕制在初级绕组骨架上的初级绕组；
所述的次级绕组结构体包括次级绕组骨架、次级绕组和次级绕组封装加强结构，次级绕组骨架为空心圆柱形状，圆柱的外周环绕有导线槽，导线槽内布置次级绕组，次级绕组封装加强结构封装在次级绕组骨架的外周，将次级绕组封装在内；次级绕组封装加强结构上开有次级绕组引出端子的预埋通孔，预埋通孔内预埋引出端子，引出端子与次级绕组相连接。
2.根据权利要求1所述的一种超高频固体封装高压变压器，其特征在于，所述的初级绕组由铜板与其外部的聚氨酯薄膜双层绕制而成。
3.根据权利要求1所述的一种超高频固体封装高压变压器，其特征在于，所述的初级绕组骨架的上端平面处部开有通孔，初级绕组的引出端子从此通孔中引出。
4.根据权利要求1所述的一种超高频固体封装高压变压器，其特征在于，所述的次级绕组骨架采用自恢复材料，自恢复材料包括聚四氟乙烯。
5.根据权利要求1所述的一种超高频固体封装高压变压器，其特征在于，所述的次级绕组为漆包线。
6.根据权利要求1所述的一种超高频固体封装高压变压器，其特征在于，所述的次级绕组封装加强结构为在次级绕组骨架外周敷设的一层绝缘散热材料，绝缘散热材料的外周均布有多个径向的加强环和轴向的加强筋。
7.根据权利要求1所述的一种超高频固体封装高压变压器，其特征在于，还包括底座，底座固定在磁芯结构体的下端。
8.一种超高频固体封装高压变压器的次级绕组结构体的工装装置，其特征在于，所述的工装装置包括定位中轴、左侧板、右侧板、前端板和后端板；次级绕组骨架穿在定位中轴上，定位中轴的两端分别固定在前端板和后端板的中心；左侧板和右侧板均为半圆桶形状，左侧板和右侧板的端部固定在前端板和后端板上，构成一个圆桶，将绕制有次级绕组的次级绕组骨架封闭固定在其中心；
所述的左侧板和右侧板的半圆桶的一侧边部设有半长槽，左侧板和右侧板合在一起时，两个半长槽构成一个长槽，为灌注口；
所述的左侧板和右侧板的半圆桶的另一侧边部设有多个半圆孔，左侧板和右侧板合在一起时，半圆孔构成多个圆孔，为次级绕组引出端子的预埋通孔。
9.根据权利要求8所述的一种超高频固体封装高压变压器的次级绕组结构体的工装装置，其特征在于，所述的左侧板和右侧板的内侧均设有多个径向的环型凹槽和轴向的长条形凹槽。
10.根据权利要求8所述的一种超高频固体封装高压变压器的次级绕组结构体的工装装置，其特征在于，所述的左侧板和右侧板的外侧均设有操作扳手。
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