变压器制造技术

本实用新型专利技术的实施方式公开了一种变压器。该变压器包括：由外侧壁(13)、内侧壁(15)和相对布置的绝缘端板(14)组成的外壳(1)，外壳(1)密封包围一内部空间(11)并成形为环绕与内部空间(11)隔离的铁芯通道(12)；铁芯(2)，穿过外壳(1)中的铁芯通道(12)并位于外壳(1)的内部空间(11)之外；绝缘介质(3)，容纳在外壳(1)的内部空间(11)中；线圈(4)，容纳在外壳(1)的内部空间(11)中并浸没在绝缘介质(3)中，并且被定位为围绕铁芯(2)的一部分；以及磁场屏蔽件，用以至少屏蔽通过绝缘端板(14)从外壳(1)中泄露出来的磁通量。该变压器减小了磁场泄露水平。

【技术实现步骤摘要】

本技术的实施方式涉及变压器，尤其涉及牵引变压器的磁场屏蔽。
技术介绍
牵引变压器是用于为例如机车等的设备提供动力的变压器。牵引变压器的主动部分通常指线圈、铁芯等部分。牵引变压器的主动部分(尤其是线圈)在工作中由于电阻的通电生热效应而产生大量的热。在传统的牵引变压器中，整个主动部分都浸没在油箱的绝缘油中，以便于高效地对在工作中的变压器的主动部分进行散热。但是，由于牵引变压器的整个主动部分都浸没在绝缘油中，用于容纳整个主动部分的油箱的体积将非常大，这将占用例如机车等的交通工具的有限空间。同时，为了浸没整个主动部分，需要大量的绝缘油，这也导致了牵引变压器的总重量的大幅增加，而这对于例如机车的交通工具的工作是非常不利的，因为牵引变压器的重量的增加将导致交通工具的有效载荷的变小，并将增大对承载交通工具的轨道的磨损。
技术实现思路
本技术的实施例提出仅将牵引变压器的一部分浸入绝缘介质中来减小油箱体积和所需的绝缘介质的量，从而减小牵引变压器的总体积和总重量。即，仅将发热最为严重的牵引变压器的线圈浸入绝缘介质中，而牵引变压器的铁芯则不浸入绝缘介质中。在这种设计中，为了避免外露的铁芯与容纳绝缘介质的外壳之间形成电回路而导致在电回路中由于变压器产生的磁通量带来感生电动势并因此产生发热，需要用绝缘材料形成外壳的端面，以阻断外壳与铁芯之间的电连接。在这种情况下，与其中铁芯和线圈都完全位于绝缘介质中的传统的变压器相比，在容纳绝缘介质以及线圈的外壳中由线圈通电产生的磁场将更多地通过外壳的绝缘端面从外壳中泄露出来。这将导致对周围环境的磁污染。泄露的磁场可能会对人体产生不利影响。另外，在该变压器是安装于例如列车的底部上的牵引变压器的情况下，变压器的向下泄露的磁场还会影响列车上的靠近铁轨的各种传感器的正常工作。因此，各国对变压器、尤其是牵引变压器的磁场泄露具有严格的标准。为此，针对上述的铁芯位于绝缘介质外部的变压器，需要进一步提供磁场防护措施。根据本技术的实施方式，提供一种变压器，包括：由外侧壁、内侧壁和相对布置的绝缘端板组成的外壳，所述外壳密封包围一内部空间并成形为环绕与所述内部空间隔离的铁芯通道；铁芯，穿过所述外壳中的所述铁芯通道并位于所述外壳的所述内部空间之外；绝缘介质，容纳在所述外壳的所述内部空间中；线圈，容纳在所述外壳的所述内部空间中并浸没在所述绝缘介质中，并且被定位为围绕所述铁芯的一部分；以及磁场屏蔽件，用以至少屏蔽通过所述绝缘端板从所述外壳中泄露出来的磁通量。根据本技术的实施方式，所述磁场屏蔽件包括屏蔽罩，所述屏蔽罩包围所述绝缘端板的下部区域。根据本技术的实施方式，所述屏蔽罩包围所述绝缘端板的下部区域的周缘和端面。根据本技术的实施方式，所述屏蔽罩延伸至所述铁芯的下表面的高度附近。根据本技术的实施方式，所述屏蔽罩被固定到所述铁芯的下表面。根据本技术的实施方式，所述磁场屏蔽件包括屏蔽板，所述屏蔽板跨越所述绝缘端板和所述外侧壁覆盖整个所述外壳的底部。根据本技术的实施方式，所述屏蔽板向上延伸至所述铁芯的下表面的高度附近。根据本技术的实施方式，所述铁芯的暴露于所述铁芯通道以外的部分被围壳包围，所述围壳部分覆盖所述绝缘端板的端面，并且所述屏蔽板固定到所述围壳上。根据本技术的实施方式，所述磁场屏蔽件由以下材料中的任一种制成：铝片、硅钢片、铜片、铝片和硅钢片的层叠片。根据本技术的实施方式，所述磁场屏蔽件还被配置为向所述绝缘端板提供机械防护。根据本技术的实施方式的变压器的铁芯位于变压器的壳体外部，从而使得对于壳体中用于浸没变压器的主动部分的绝缘介质的量的需求变少，从而减小变压器的体积和重量。通过设置适当的磁场屏蔽件而阻挡通过外壳的绝缘端板从外壳泄露的磁通量，从而能够减小变压器对环境的磁污染，减小泄露的磁场对附近的其他设备的影响，以及满足各国对变压器的磁泄露水平的要求。附图说明本技术的上述和其它目的以及特性结合以下对所附附图的详细描述将变得更加明显，其中：图1是根据本技术的第一实施方式的牵引变压器的立体图；图2示出根据本技术的实施方式的牵引变压器的壳体；图3是根据本技术的实施方式的牵引变压器的主动部分的截面示意图；图4是根据本技术的第一实施方式的牵引变压器的正视图；图5是根据本技术的第一实施方式的牵引变压器的侧视图；图6是根据本技术的第二实施方式的牵引变压器的立体图；图7是根据本技术的第二实施方式的牵引变压器的仰视图；图8是根据本技术的第二实施方式的牵引变压器的正视图。纵观以上附图，相同的附图标记将被理解为指代相同的、类似的或相应的特征或功能。具体实施方式现在将对本技术的实施例做出参考，实施例的一个或多个示例由附图所示出。实施例通过本技术的阐述所提供，并且不旨在作为对本技术的限制。例如，作为一个实施例的一部分所示出或描述的特征可能在另一个实施例中被使用以生成又一进一步的实施例。本技术旨在包括属于本技术范围和精神的这些和其他修改和变化。图1示出了根据本技术的第一实施方式的牵引变压器。该牵引变压器用于安装到例如有轨列车等的交通工具的底部，以将来自输电线路的电力转换为可供交通工具上的电动机使用的电压，从而电动机可以利用该转换后的电压而牵引该交通工具行进。与传统的牵引变压器相同的是，根据本技术的实施方式的牵引变压器也通过缠绕在铁芯2上的初级线圈和次级线圈而将施加在初级线圈上的第一交流电压转变为从次级线圈输出的第二交流电压，其中铁芯用于将初级线圈中产生的磁通量传导通过次级线圈以便在次级线圈中产生感生电动势。与传统的牵引变压器一样，在工作中，线圈和铁芯也将会由于其自身的电阻而产生大量的热，并因而同样具有散热的需求。与传统的牵引变压器不同的是，根据本技术的实施方式的牵引变压器并不将线圈和铁芯(统称为主动部分)全部浸入油箱的绝缘介质(例如，绝缘油)中进行散热，而是仅将发热最为严重的线圈部分浸入油箱的绝缘油中进行高效的散热冷却，而发热相对较轻的铁芯2部分则不浸入绝缘油中而仅通过空气散热。这样的设计可以显著减小油箱的体积以及所需的油量，从而减小牵引变压器在交通工具上所占用的空间和为交通工具带来的重量负荷。为此，根据本技术的实施方式的牵引变压器具有具体如图2-3所示的外壳1。该外壳1可以由外侧壁13、内侧壁15和两个相对布置的端板14组合而密封形成内部空间11，同时外壳1的内侧壁15还成形为环绕与内部空间11隔离的两个铁芯通道12。铁芯通道12贯穿外壳1内部的内部空间11并从两侧的端板14中的开口与外壳的外部连通。在外壳1中的密封形成内部空间11中，围绕这两个铁芯通道12，即围绕两个内侧壁15分别缠绕有线圈4(包括初级线圈和次级线圈)。另外，在内部空间11中填充有绝缘介质3。由此，线圈4被浸没在绝缘介质3中。环形的铁芯2穿过外壳1中的这两个铁芯通道12并且其两端的连接部分伸出到铁芯通道12外部(即外壳1的端板14的外侧)。由于铁芯通道12是与外壳1的内部空间11完全密封隔离的，因此铁芯2完全位于外壳1的内部空间11之外而不被外壳1中的绝缘油3所浸没。同时，因为铁芯2穿过铁芯通道12，而且线圈4在内部空间11中围绕铁芯通道12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变压器，其特征在于，包括：由外侧壁(13)、内侧壁(15)和相对布置的绝缘端板(14)组成的外壳(1)，所述外壳(1)密封包围一内部空间(11)并成形为环绕与所述内部空间(11)隔离的铁芯通道(12)；铁芯(2)，穿过所述外壳(1)中的所述铁芯通道(12)并位于所述外壳(1)的所述内部空间(11)之外；绝缘介质(3)，容纳在所述外壳(1)的所述内部空间(11)中；线圈(4)，容纳在所述外壳(1)的所述内部空间(11)中并浸没在所述绝缘介质(3)中，并且被定位为围绕所述铁芯(2)的一部分；以及磁场屏蔽件，用以至少屏蔽通过所述绝缘端板(14)从所述外壳(1)中泄露出来的磁通量。

【技术特征摘要】
1.一种变压器，其特征在于，包括：由外侧壁(13)、内侧壁(15)和相对布置的绝缘端板(14)组成的外壳(1)，所述外壳(1)密封包围一内部空间(11)并成形为环绕与所述内部空间(11)隔离的铁芯通道(12)；铁芯(2)，穿过所述外壳(1)中的所述铁芯通道(12)并位于所述外壳(1)的所述内部空间(11)之外；绝缘介质(3)，容纳在所述外壳(1)的所述内部空间(11)中；线圈(4)，容纳在所述外壳(1)的所述内部空间(11)中并浸没在所述绝缘介质(3)中，并且被定位为围绕所述铁芯(2)的一部分；以及磁场屏蔽件，用以至少屏蔽通过所述绝缘端板(14)从所述外壳(1)中泄露出来的磁通量。2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述磁场屏蔽件包括屏蔽罩(8)，所述屏蔽罩(8)包围所述绝缘端板(14)的下部区域。3.根据权利要求2所述的变压器，其特征在于，所述屏蔽罩(8)包围所述绝缘端板(14)的下部区域的周缘和端面。4.根据权利要求2所述的变压器，其特征在于，所述屏蔽罩...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·伊斯勒，T·朝德胡里，Y·库埃宁，B·托伦斯，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：新型
国别省市：瑞士;CH