專(zhuān)利名稱(chēng)：高功率密度機(jī)載變壓整流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變壓整流器，具體涉及一種高功率密度機(jī)載變壓整流器。
背景技術(shù)：
隨著裝機(jī)要求的不斷提高，對(duì)機(jī)載設(shè)備的體積、重量、可靠性能等的要求也越來(lái)越高?，F(xiàn)有的機(jī)載變壓整流器普遍體積和重量較大，占用了安裝空間，增加了設(shè)備整體負(fù)擔(dān)， 不便于維護(hù)，不能適應(yīng)現(xiàn)代裝機(jī)的需求。傳統(tǒng)變壓器都采用在普通的鐵氧體磁芯上，纏繞漆包線或者多股絞和線，體積比較大，轉(zhuǎn)移效率不夠，限制了變壓器的使用范圍，束縛了電源系統(tǒng)所能達(dá)到的最小尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)變壓器體積大、重量大、效率低等不足，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，組裝方便，重量輕，工作效率高，使用安全的高功率密度機(jī)載變壓整流器。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種高功率密度機(jī)載變壓整流器，其技術(shù)特點(diǎn)是包括輸入連接器、輸入濾波單元、脈沖變壓器、整流單元、輸出濾波單元、散熱單元、故障告警單元、輸出連接器，以及由底板、面板、蓋罩組成的殼體；
脈沖變壓器、整流單元、散熱單元均安裝于底板上，散熱單元包括散熱器和風(fēng)機(jī)，整流單元安裝于散熱器側(cè)邊，整流單元上布置輸入濾波單元和輸出濾波單元，輸入連接器、輸出連接器、故障告警單元均安裝于面板上；
所述輸入濾波單元包括電抗器和輸入濾波電容，電抗器與輸入連接器連接；所述脈沖變壓器的輸入端與電抗器連接；所述脈沖變壓器的輸出端與整流單元的雙二極管的交流輸入端連接；所述輸出濾波單元包括平抗器、輸出濾波電容和電阻，整流單元的雙二極管的正輸出端經(jīng)平抗器連接輸出連接器正接線柱，整流單元的雙二極管的負(fù)輸出端連接輸出連接器連接負(fù)接線柱，輸出連接器正、負(fù)接線柱之間并聯(lián)有輸出濾波電容和電阻。所述故障告警單元包括風(fēng)機(jī)上的風(fēng)機(jī)故障告警開(kāi)關(guān)，風(fēng)機(jī)故障告警開(kāi)關(guān)與故障告警單兀連接。所述故障告警單元包括包括底板上的溫度告警開(kāi)關(guān)，溫度告警開(kāi)關(guān)與故障告警單元連接。所述散熱器由若干片插片齒間隔壓接于底板上。所述風(fēng)機(jī)風(fēng)道與散熱器對(duì)應(yīng)布置。所述脈沖變壓器原邊采用一組星形連接的三相繞組，副邊采用兩組分別是星形和三角形連接的三相繞組；所述整流單元包括六只雙二極管，每組三只雙二極管呈均勻?qū)ΨQ(chēng)布置于散熱器的兩側(cè)邊，輸入濾波單元和輸出濾波單元分別布置于散熱器兩側(cè)邊的三只雙二極管上；所述脈沖變壓器副邊的星形和三角形三相繞組分別與兩組三只雙二極管的交流輸入端連接，兩組三只雙二極管的正輸出端分別經(jīng)兩只平抗器連接輸出連接器的正接線柱，兩組三只雙二極管的負(fù)輸出端連接輸出連接器的負(fù)接線柱。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1、輸入連接器、輸出連接器以及故障告警單元的告警連接器均由復(fù)合材料制作而成， 復(fù)合材料具有比強(qiáng)度大、比剛度高、抗疲勞性能良好、減振性能良好、耐高溫、安全性好、重量輕等特點(diǎn)，較鋁合金材料的輕30% ；
2、輸入濾波單元和輸出濾波單元都是為了解決電磁兼容問(wèn)題，電抗器與輸入濾波電容、平抗器與輸出濾波電容均組成LC組合，經(jīng)頻譜分析后選定匹配的LC參數(shù)，使其具有良好的共模、差模特性，解決設(shè)備的電磁兼容性問(wèn)題，有效地抑制了輸入端和輸出端的電磁干擾，保證設(shè)備的正常運(yùn)行；
3、脈沖變壓器是由特定的磁芯和繞制工藝完成，使變壓器具有良好的填充系數(shù)，整個(gè)變壓器體積和重量都有了很大的改觀，使得整機(jī)的體積大幅度降低；變壓器原邊采用一組星形連接的三相繞組，副邊采用兩組分別是星形和三角形連接的三相繞組的Υ/ΥΛ連接方式后送至整流單元和輸出濾波單元，輸出直流電，可以大大減小輸入電流諧波和輸出電壓紋波；
4、整流單元是由六只大功率雙二極管組成，該雙二極管具有導(dǎo)通壓降低、損耗小的特點(diǎn)，能提高整機(jī)效率；且正向?qū)娏鞔螅诙搪饭ぷ鲿r(shí)其短路電流仍舊在其額定電流之內(nèi)，過(guò)載能力強(qiáng)，提高了載流能力，使得整機(jī)的短路、帶負(fù)載能力更強(qiáng)；
5、散熱單元是采用若干片鋁合金插片齒組成散熱器插片式安裝于底座上，體積小、結(jié)構(gòu)布局緊湊，安裝維護(hù)方便，具有良好的散熱功能，保證在無(wú)風(fēng)冷狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間半載運(yùn)行； 采用與散熱器配合使用的重量輕、風(fēng)量大，可靠性高的風(fēng)機(jī)強(qiáng)制風(fēng)冷，達(dá)到較高的散熱效果，提高了設(shè)備整機(jī)的運(yùn)行可靠性；
6、故障告警單元是由溫度告警和風(fēng)機(jī)故障告警組成，溫度告警經(jīng)由殼體內(nèi)部溫度告警開(kāi)關(guān)應(yīng)變壓整流器內(nèi)部溫度，當(dāng)溫度高于設(shè)定的120-130°C時(shí)，閉合溫度告警開(kāi)關(guān)，將故障信號(hào)經(jīng)故障告警單元的告警連接器輸出；風(fēng)機(jī)上設(shè)有風(fēng)機(jī)故障告警開(kāi)關(guān)采樣風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速， 當(dāng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低于設(shè)定的轉(zhuǎn)速時(shí)，閉合風(fēng)機(jī)故障告警開(kāi)關(guān)，將故障信號(hào)經(jīng)告警連接器輸出， 兩路故障信號(hào)的采集和輸出能夠?qū)崟r(shí)反應(yīng)整機(jī)運(yùn)行狀況，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。本發(fā)明在底板上合理布設(shè)輸入濾波單元、脈沖變壓器、整流單元和輸出濾波單元， 經(jīng)面板和蓋罩封裝底板組成殼體，由面板上的輸入、輸出連接器實(shí)現(xiàn)整流器的輸入和輸出， 在保證設(shè)定的電性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上，滿(mǎn)足體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝維護(hù)方便、運(yùn)行平穩(wěn)可靠的裝機(jī)需求，與采用獨(dú)立的穩(wěn)壓電路相比，減少了元器件數(shù)量，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)的可靠性，具備輸入電流諧波低，輸出電壓穩(wěn)定等特點(diǎn)，適合應(yīng)用于航空工業(yè)和國(guó)民生產(chǎn)的中大功率整流場(chǎng)合。


圖I為本發(fā)明內(nèi)部布局圖2為本發(fā)明變壓整流器組成框圖。圖中底板I,面板2,輸入連接器3,電抗器4,輸入濾波電容5,脈沖變壓器6,雙二極管7，平抗器8，輸出濾波電容9，輸出連接器10，散熱器11，風(fēng)機(jī)12，告警連接器13，風(fēng)機(jī)故障告警開(kāi)關(guān)14，溫度告警開(kāi)關(guān)15。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖I所示，一種高功率密度機(jī)載變壓整流器包括底板I，面板2，輸入連接器3，電抗器4，輸入濾波電容5，脈沖變壓器6，雙二極管7，平抗器8，輸出濾波電容9，輸出連接器10， 散熱器11，風(fēng)機(jī)12，告警連接器13，風(fēng)機(jī)故障告警開(kāi)關(guān)14和溫度告警開(kāi)關(guān)15。面板2設(shè)置于底板I 一側(cè)邊，面板2上設(shè)有輸入連接器3、輸出連接器10和告警連接器13，底板另一側(cè)的底板I上設(shè)有脈沖變壓器6，脈沖變壓器6與面板2之間的底板上設(shè)有由若干片插片齒間隔壓接于底板上組成散熱器11，散熱器11任意兩相對(duì)側(cè)的底板I上分別均勻?qū)ΨQ(chēng)設(shè)有三只雙二極管7，兩組三只雙二極管上分別布置電抗器4和平抗器8 ;底板I上設(shè)有風(fēng)機(jī)12，風(fēng)機(jī)12風(fēng)道與散熱器11對(duì)應(yīng)設(shè)置，風(fēng)機(jī)12上設(shè)有與面板I上告警連接器13連接的風(fēng)機(jī)故障報(bào)警開(kāi)關(guān)14 ;風(fēng)機(jī)12任意相對(duì)兩側(cè)的底板I上分別設(shè)有輸入濾波電容5和輸出濾波電容9，底板I上還設(shè)有與面板I上告警連接器13連接溫度告警開(kāi)關(guān)15 ;輸入連接器3依次經(jīng)電抗器4、輸入濾波電容5、脈沖變壓器6、兩組三只雙二極管7、平抗器8、輸出濾波電容9 連接輸出連接器10，底板I、面板2和蓋罩組成的整流器殼體將上述安裝于底板I上的電子元件封裝。圖2所示本發(fā)明的變壓整流器組成框圖，輸入連接器3的三相輸入分別連接三只電抗器4輸入端，輸入連接器3的中性輸入接地，三只電抗器4輸出端連接脈沖變壓器6原邊的星形連接的三相繞組，三只電抗器4輸出端與脈沖變壓器6之間分別經(jīng)三只輸入濾波電容5接地，脈沖變壓器6副邊采用兩組分別是星形和三角形連接的三相繞組，星形和三角形連接的三相繞組分別連接兩組三只雙二極管的交流輸入端，兩組三只雙二極管的正輸出端分別經(jīng)兩只平抗器8連接輸出連接器10的正接線柱，兩組三只雙二極管的負(fù)輸出端連接輸出連接器10的負(fù)接線柱，輸出連接器10的正、負(fù)接線柱之間設(shè)有相互并聯(lián)的電阻R和輸出濾波電容組，輸出濾波電容組由兩只輸出濾波電容9串接而成且兩只輸出濾波電容9之間接地；風(fēng)機(jī)故障報(bào)警開(kāi)關(guān)14和溫度告警開(kāi)關(guān)15并聯(lián)連接于告警連接器13。三相交流電通過(guò)輸入連接器3接入到輸入濾波單元中的電抗器4，經(jīng)電抗器4和輸入濾波電容5濾波處理后送至脈沖變壓器6進(jìn)行功率因數(shù)校正和降壓變換，變換后的交流電送至整流單元中雙二極管7的交流輸入端，整流后的直流電經(jīng)雙二極管的正負(fù)輸出端送至輸出濾波單元中的平抗器8上，由平抗器8、輸出濾波電容9、電阻R對(duì)輸出的直流電進(jìn)行濾波處理后，由輸出連接器10輸出對(duì)外部設(shè)備配電。由于變壓整流器功率較大，而機(jī)上電網(wǎng)容量有限，為了降低變壓整流器產(chǎn)生的諧波和無(wú)功功率以及對(duì)機(jī)上電網(wǎng)的影響，減輕干擾，并減小輸入直流電壓的脈動(dòng)量，將變壓整流器設(shè)計(jì)成移相多重聯(lián)接的整流電路，多重聯(lián)接后整流橋通過(guò)平抗器輸出直流電壓，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)整流橋的均流運(yùn)行。在設(shè)備工作過(guò)程中形成的熱量通過(guò)散熱器11散熱輻射到空氣中，經(jīng)風(fēng)機(jī)12將熱量帶出機(jī)外，運(yùn)行過(guò)程中，風(fēng)機(jī)上設(shè)置的風(fēng)機(jī)故障告警開(kāi)關(guān)14對(duì)風(fēng)機(jī)故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時(shí)，則風(fēng)機(jī)故障告警開(kāi)關(guān)閉合；變壓整流器內(nèi)的溫度告警開(kāi)關(guān)15對(duì)設(shè)備內(nèi)部的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如溫度高于預(yù)設(shè)溫度值時(shí)，則溫度告警開(kāi)關(guān)閉合；風(fēng)機(jī)故障告警信號(hào)和溫度告警信號(hào)通過(guò)告警連接器13輸出。
權(quán)利要求
1.一種高功率密度機(jī)載變壓整流器，其特征在于包括輸入連接器、輸入濾波單元、脈沖變壓器、整流單元、輸出濾波單元、散熱單元、故障告警單元、輸出連接器，以及由底板、面板、蓋罩組成的殼體；脈沖變壓器、整流單元、散熱單元均安裝于底板上，散熱單元包括散熱器和風(fēng)機(jī)，整流單元安裝于散熱器側(cè)邊，整流單元上布置輸入濾波單元和輸出濾波單元，輸入連接器、輸出連接器、故障告警單元均安裝于面板上；所述輸入濾波單元包括電抗器和輸入濾波電容，電抗器與輸入連接器連接；所述脈沖變壓器的輸入端與電抗器連接；所述脈沖變壓器的輸出端與整流單元的雙二極管的交流輸入端連接；所述輸出濾波單元包括平抗器、輸出濾波電容和電阻，整流單元的雙二極管的正輸出端經(jīng)平抗器連接輸出連接器正接線柱，整流單元的雙二極管的負(fù)輸出端連接輸出連接器連接負(fù)接線柱，輸出連接器正、負(fù)接線柱之間并聯(lián)有輸出濾波電容和電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率密度機(jī)載變壓整流器，其特征是所述故障告警單元包括風(fēng)機(jī)上的風(fēng)機(jī)故障告警開(kāi)關(guān)，風(fēng)機(jī)故障告警開(kāi)關(guān)與故障告警單元連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率密度機(jī)載變壓整流器，其特征是所述故障告警單元包括包括底板上的溫度告警開(kāi)關(guān)，溫度告警開(kāi)關(guān)與故障告警單元連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率密度機(jī)載變壓整流器，其特征是所述散熱器由若干片插片齒間隔壓接于底板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的高功率密度機(jī)載變壓整流器，其特征是所述散熱器與風(fēng)機(jī)風(fēng)道對(duì)應(yīng)布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高功率密度機(jī)載變壓整流器，其特征是所述脈沖變壓器原邊采用一組星形連接的三相繞組，副邊采用兩組分別是星形和三角形連接的三相繞組；所述整流單元包括六只雙二極管，每組三只雙二極管呈均勻?qū)ΨQ(chēng)布置于散熱器的兩側(cè)邊，輸入濾波單元和輸出濾波單元分別布置于散熱器兩側(cè)邊的三只雙二極管上；所述脈沖變壓器副邊的星形和三角形三相繞組分別與兩組三只雙二極管的交流輸入端連接，兩組三只雙二極管的正輸出端分別經(jīng)兩只平抗器連接輸出連接器的正接線柱，兩組三只雙二極管的負(fù)輸出端連接輸出連接器的負(fù)接線柱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高密度機(jī)載變壓整流器，包括輸入連接器、輸入濾波單元、脈沖變壓器、整流單元、輸出濾波單元、散熱單元、故障告警單元、輸出連接器，以及由底板、面板、蓋罩組成的殼體；與采用獨(dú)立的穩(wěn)壓電路相比，減少了元器件數(shù)量，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)的可靠性，具備輸入電流諧波低，輸出電壓穩(wěn)定等特點(diǎn)。適合應(yīng)用于航空工業(yè)和國(guó)民生產(chǎn)的中大功率整流場(chǎng)合。
文檔編號(hào)H02M7/04GK102611331SQ20121007603
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者嚴(yán)東華, 葉楠, 吳國(guó)慶 申請(qǐng)人:江蘇晟楠電子科技有限公司