高變比脈沖變壓器及其制造方法
【專利摘要】本發明揭示了一種高變比脈沖變壓器，鐵芯外面由初級線圈和次級線圈均勻包裹，所述的初級線圈和次級線圈之間由絕緣安裝板絕緣，并通過連接件和緊固件構成一體的變壓器件，所述的變壓器件固定在隔離板上，并與隔離板上的轉接板電連接，所述的轉接板通過快速接插件與隔離板上設有電氣元件連接。該高變比脈沖變壓器的變比高，輸入電壓低，輸出電壓高，由于輸入電壓低所以初次級絕緣就容易做，成本就很低；不需要油冷、風冷，自然冷卻就足夠，結構簡單，也不會存在漏油等安全隱患；占用空間小，可多層疊放，節省空間，也就是間接節約成本；高變比脈沖變壓器的基體采用鋁材易于加工，導電性能好，重量輕；結構簡單，生產成本低，安裝拆卸便利。
【專利說明】高變比脈沖變壓器及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及高壓脈沖調制器領域，特別涉及一種全固態高壓脈沖調制器用高變比脈沖變壓器及制造方法。
【背景技術】
[0002]全固態高壓脈沖調制器逐步應用在電子加速器、激光電源、雷達發射機、安全檢查、工業無損探傷等諸多領域。尤其在反恐、走私、腫瘤醫療、輻照領域已經形成了批量化的趨勢，而且發展勢頭迅猛。作為其核心部件的脈沖變壓器，它實現方式的先進性、可靠性、穩定性、精度等指標直接影響了整個系統的應用與發展。
[0003]目前市場上應用的脈沖變壓器體積龐大、重量大、價格昂貴、加工制造周期長、結構復雜、安裝拆卸不便等諸多缺點。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是實現一種安裝簡便、連接可靠的高變比脈沖變壓器。
[0005]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為:高變比脈沖變壓器，鐵芯外面由初級線圈和次級線圈均勻包裹，所述的初級線圈和次級線圈之間由絕緣安裝板絕緣，并通過連接件和緊固件構成一體的變壓器件，所述的變壓器件固定在隔離板上，并與隔離板上的轉接板電連接，所述的轉接板通過快速接插件與隔離板上設有電氣元件連接。
[0006]所述的鐵芯外設有保護盒，鐵芯采用鐵基非晶大磁環。
[0007]所述的絕緣安裝板采用環氧玻璃布層壓板。
[0008]所述的初級線圈與次級線圈均采用鋁板。
[0009]所述的隔離板采用有機玻璃板。
[0010]所述的初級線圈與次級線圈內部由絕緣紙隔絕。
[0011]高變比脈沖變壓器制造方法:
[0012]步驟1、將隔離板放置到工作臺面上，將轉接板固定到隔離板的上表面；
[0013]步驟2、將次級線圈放置到轉接板上并固定；
[0014]步驟3、在次級線圈凹槽內放置絕緣紙；
[0015]步驟4、將鐵芯放入次級線圈中，并調整好圓周的間隙；
[0016]步驟5、將絕緣安裝板穿過鐵芯放到次級線圈上，絕緣安裝板與鐵芯過盈配合；
[0017]步驟6、將連接件放入次級線圈上方；
[0018]步驟7、對好安裝孔后將初級線圈，并置于絕緣安裝板上，之后固定初級線圈；
[0019]步驟8、在隔離板上安裝其他配件。
[0020]所述的絕緣紙裁剪成扇形，放置在初級線圈和次級線圈內部時，合并構成整圓。
[0021]多個鐵芯之間通過硅橡膠固定，最上層的鐵芯上表面放上絕緣紙層數以帶保護盒的鐵芯在初級線圈和次級線圈的內腔內不晃動為準。[0022]本發明的高變比脈沖變壓器的變比高，輸入電壓低，輸出電壓高，由于輸入電壓低所以初次級絕緣就容易做，成本就很低；不需要油冷、風冷，自然冷卻就足夠，結構簡單，也不會存在漏油等安全隱患；占用空間小，可多層疊放，節省空間，也就是間接節約成本；高變比脈沖變壓器的基體采用鋁材易于加工，導電性能好，重量輕；采用國標緊固件，采購面廣、采購周期短而且價格實惠，縮減加工制造周期；結構簡單，生產成本低，安裝拆卸便利。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]下面對本發明說明書中每幅附圖表達的內容及圖中的標記作簡要說明:
[0024]圖1為高變比脈沖變壓器結構剖視圖；
[0025]圖2為高變比脈沖變壓器結構俯視圖；
[0026]上述圖中的標記均為:1、鐵芯；2、絕緣安裝板；3、初級線圈；4、次級線圈；5、連接件；6、緊固件；7、轉接板；8、隔離板；9、快速接插件；10、電氣元件；11、硅橡膠；12、絕緣紙。
【具體實施方式】
[0027]高變比脈沖變壓器是感應疊加器和速調管間的功率耦合器件，它除了傳輸脈沖功率外，還為速調管燈絲電源提供通路并實現高壓脈沖的隔離，同時在輔助器件(電容分壓器、電流互感器和脈沖阻流圈)的配合下完成對脈沖電壓、脈沖電流的取樣任務和去磁電源的隔離任務。參見圖1、2可知，鐵芯I外面由初級線圈3和次級線圈4均勻包裹，初級線圈3和次級線圈4之間由絕緣安裝板2絕緣，并通過連接件5和緊固件6構成一體的變壓器件，變壓器件固定在隔離板8上，并與隔離板8上的轉接板7電連接，轉接板7通過快速接插件9與隔離板8上設有電氣元件10連接，電氣元件10設置有兩個，位于隔離板8兩側。
[0028]下面就高變比脈沖變壓器的各個部件詳細說明；
[0029]鐵芯I的數量根據實際需要計算所得，圖1、2中鐵芯I的數量是3個，為了使全固態高壓脈沖調整器的效率盡可能的高，磁芯的損耗應該盡量的小。磁芯的橫截面積應由磁芯的伏秒特性決定。另外，由于疊加的部分高端的電壓較高，考慮到耐壓的問題，磁芯的內半徑應該足夠大。根據以上要求，鐵芯I采用帶保護盒的鐵基非晶大磁環鐵芯，由于此種材料的電氣特性:所以在加入偏磁的情況下，磁通量的要求可以得到很好的保證。由于材料很軟，是一層一層卷繞而成，在鐵芯的外表面加上保護盒，為保護其不受外界環境因素破換內部結構，影響其性能。
[0030]絕緣安裝板2采用環氧玻璃布層壓板32408GB/T1303.1_98，顧名思義該材料絕緣效果好，而且該材料強度高可與鋼板相媲美。
[0031]初級線圈3與次級線圈4均采用鋁板2A12 (T4)55GB/T3880_97精加工而成，選用改材料是因為該材料是可熱處理強化鋁合金，經固溶處理，自然時效后具有較高的強度；該材料的導電性能良好、重量輕；最重要的是該材料具有良好的成形能力的機械加工性能，能夠獲得各種類型的產品。該高變比脈沖變壓器的盒體只有2.5毫米的厚度，相對整體而言體積較大，盒體厚度太薄，一般的材料很難加工出來，或是好不容易加工出來有瑕疵會影響高變比脈沖變壓器的性能。
[0032]連接件5采用鋁板2A12 (T4)10GB/T3880_97，選用該材料是因為該材料的導電性能良好、重量輕，對于大型系統而言減少重量對系統本身具有莫大的好處。對減少原材料的成本，加工制造與搬運成本，對整個項目而言就節約了人力、物力、財力成本，提倡國家提出的節能降耗宗旨。
[0033]緊固件6采用國標緊固件，采購面廣、采購周期短而且價格實惠，為高變比脈沖變壓器的加工制造周期提供便利。
[0034]轉接板7采用銅板H62 (Y)，導電性能優越，與快速接插件9能很好的連接成為一個整體，不會出現假連接現象，輕則系統接觸不良，重則短路等問題，可能會對系統造成不可預知的傷害。
[0035]隔離板8采用有機玻璃板(透明)，該材料的優點是絕緣性能好、透明度最好的塑料之一。既可以做高變比脈沖變壓器的支撐件；又可以起到絕緣效果，省掉單獨做絕緣的人力、物力成本；又可以起到透視鏡的作用，其內部情況一幕了然，可以隨時很輕易地觀看高變比脈沖變壓器內部的情況，再也不用頻繁受拆卸、裝配之苦；不用頻繁受拆卸、裝配之后高變比脈沖變壓器的壽命也會得到相應的提升，為客戶節約了成本。
[0036]快速接插件9能實現快速插拔(即安裝與拆卸)，快速接插件9與開關模塊或其它電器元件很好的連接成一體，從而使得電器元件可以輕松的與高變比脈沖變壓器進行安裝與拆卸，給安裝和維修帶來便利。
[0037]高變比脈沖變壓器制造方法如下:
[0038]首先裝配前各零部件應清潔處理，并清理工作臺面；
[0039]步驟1、將隔離板8放置到工作臺面上，有斜度的那面朝上；將轉接板7放置到隔離板8的正上方，有斜度的那面朝下，對好安裝孔，用沉頭螺釘將其固定好；
[0040]步驟2、將次級線圈4根據圖示方向放置到轉接板7的正上方，有大凹槽的面朝上，對好安裝孔，用沉頭螺釘將其固定好；
[0041]步驟3、在次級線圈4的大凹槽內面對面放上2個裁剪好的扇形絕緣紙12后為一個整圓，與大凹槽尺寸相同；
[0042]步驟4、將帶保護盒的鐵芯I小心平穩的放入次級線圈4中，調整好圓周處的間隙相同即可，在帶保護盒的鐵芯I上表面用硅橡膠11均勻的點幾處固定；運用同樣方法將3個帶保護盒的鐵芯安裝固定完成，注意最上面一層帶保護盒的鐵芯I的上表面不點硅橡膠11固定，而是面對面放上幾對裁剪好的扇形絕緣紙12后為一個整圓，與大凹槽尺寸相同，層數以帶保護盒的鐵芯I在初級線圈3和次級線圈4的內腔內不晃動為準；
[0043]步驟5、將絕緣安裝板2穿過鐵芯I放到次級線圈4上，微調好相對位置，絕緣安裝板2與鐵芯I過盈配合，與其很好的連接成為一個整體；
[0044]步驟6、將連接件5放入次級線圈4上方；
[0045]步驟7、對好安裝孔后將初級線圈3根據圖紙方向，與次級線圈4的大凹槽面相對放到絕緣安裝板2上方，對好安裝孔，根據圖紙用盤頭螺釘將其固定好；
[0046]步驟8、在隔離板8上安裝其他配件。
[0047]絕緣紙在裝配前根據初級線圈3與次級線圈4內部的尺寸裁剪，形狀為扇形，2個面對面合并為一個整圓與初級線圈3和次級線圈4內部的大凹槽尺寸相同，數量若干個。由于初級線圈3和次級線圈4內部的大凹槽尺寸太大，裁剪成圓形不便操作，又浪費絕緣紙12，降低制造成本；此外裁剪好I個扇形后，第二個就可以利用前一個扇形的邊緣，裁剪I個扇形稍微修剪即可成形，如此一個接一個的依次裁剪成形，既節約了時間，又節約了材料。[0048] 上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.高變比脈沖變壓器，其特征在于:鐵芯外面由初級線圈和次級線圈均勻包裹，所述的初級線圈和次級線圈之間由絕緣安裝板絕緣，并通過連接件和緊固件構成一體的變壓器件，所述的變壓器件固定在隔離板上，并與隔離板上的轉接板電連接，所述的轉接板通過快速接插件與隔離板上設有電氣元件連接。
2.根據權利要求1所述的高變比脈沖變壓器，其特征在于:所述的鐵芯外設有保護盒，鐵芯采用鐵基非晶大磁環。
3.根據權利要求1所述的高變比脈沖變壓器，其特征在于:所述的絕緣安裝板采用環氧玻璃布層壓板。
4.根據權利要求1所述的高變比脈沖變壓器，其特征在于:所述的初級線圈與次級線圈均采用鋁板。
5.根據權利要求1所述的高變比脈沖變壓器，其特征在于:所述的隔離板采用有機玻璃板。
6.根據權利要求1所述的高變比脈沖變壓器，其特征在于:所述的初級線圈與次級線圈內部由絕緣紙隔絕。
7.高變比脈沖變壓器制造方法，其特征在于: 步驟1、將隔離板放置到工作臺面上，將轉接板固定到隔離板的上表面； 步驟2、將次級線圈放置到轉接板上并固定； 步驟3、在次級線圈凹槽內放置絕緣紙； 步驟4、將鐵芯放入次級線圈中，并調整好圓周的間隙； 步驟5、將絕緣安裝板穿過鐵芯放到次級線圈上，絕緣安裝板與鐵芯過盈配合； 步驟6、將連接件放入次級線圈上方； 步驟7、對好安裝孔后將初級線圈，并置于絕緣安裝板上，之后固定初級線圈； 步驟8、在隔離板上安裝其他配件。
8.根據權利要求7所述的高變比脈沖變壓器制造方法，其特征在于:所述的絕緣紙裁剪成扇形，放置在初級線圈和次級線圈內部時，合并構成整圓。
9.根據權利要求7所述的高變比脈沖變壓器制造方法，其特征在于:多個鐵芯之間通過硅橡膠固定，最上層的鐵芯上表面放上絕緣紙層數以帶保護盒的鐵芯在初級線圈和次級線圈的內腔內不晃動為準。
【文檔編號】H01F27/32GK103745802SQ201410035275
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月23日 優先權日:2014年1月23日
【發明者】王海蘭, 李懷田, 王有利, 余銳 申請人:蕪湖國睿兆伏電子有限公司