变压器、变压器的壳体及风力发电机组的制作方法

本申请涉及风力发电机，具体涉及一种变压器、变压器的壳体及风力发电机组。

背景技术：

1、风力发电机组中的变压器通过电磁感应原理将低电压升至高电压，使得电能能够以极低的损耗通过高压输电线路输送到远处的变电站，最终并入高压电网，是确保风力发电机组高效、可靠运行并接入电网的关键设备。

2、变压器运行过程因铜损和铁损会产生大量热量。变压器的持续高温会急剧劣化绝缘材料的性能与寿命，增加匝间短路或击穿风险，甚至引发严重故障。因此，变压器的散热能力直接决定了设备的运行可靠性。现有技术中的变压器通常采用矿物油进行散热，并且变压器的壳体通常设计为长方体，铁芯和线圈等主要发热部件浸没在矿物油中，并在壳体外表面设置散热翅片强化散热效果。

3、这种油浸式变压器的重量和体积都比较庞大，运输和吊装困难，因此，通常安装在地面或塔筒的底部。然而，随着变压器设备向小型化、高效化以及可靠性方向的发展，尤其是对于海上风力发电机组需要将变压器安装在机舱中的特殊应用场景，开发体积小、重量轻、散热效率高的变压器是本领域亟待解决的关键技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本实用新型提出了一种结构紧凑、体积小、重量轻、散热效率高的变压器、变压器的壳体及风力发电机组。

2、根据本实用新型的一方面，提供一种变压器，包括壳体、铁芯以及缠绕在所述铁芯上的线圈，所述铁芯和所述线圈设置在所述壳体中，所述壳体包括相对设置的底壁和顶壁以及连接所述底壁和所述顶壁的侧壁，所述侧壁的至少部分内表面与所述线圈的外轮廓相适配，并与所述线圈的外轮廓具有预设间隔。

3、根据本公开的一方面，所述侧壁的内表面与所述线圈的外轮廓随形。

4、根据本公开的一方面，所述侧壁的内表面与所述线圈的外轮廓之间的间隔为50mm-100mm。

5、根据本公开的一方面，所述铁芯包括三个铁芯单元，所述线圈包括分别缠绕在所述三个铁芯单元上的三个线圈单元，所述侧壁包括与分别与所述线圈单元的外轮廓相对应的多个外凸的弧形部。

6、根据本公开的一方面，所述壳体的周向上，所述侧壁的内表面与所述三个线圈单元的外轮廓之间的距离保持一致。

7、根据本公开的一方面，所述侧壁包括在第一方向上相对设置的第一侧壁和第二侧壁，以及连接在所述第一侧壁和所述第二侧壁之间且在第二方向上相对设置的第三侧壁和第四侧壁，所述第一侧壁和第二侧壁分别具有依次相连的三个弧形部，所述三个弧形部分别与三个线圈单元相对设置。

8、根据本公开的一方面，所述第一侧壁和第二侧壁中的至少一者还包括位于所述三个弧形部的相邻两个弧形部之间的过渡连接面，所述过渡连接面将相邻两个弧形部过渡连接；和/或，所述第三侧壁和所述第四侧壁为与所述线圈单元的外轮廓相对应的平面或凸弧面，分别与所述第一侧壁和所述第二侧壁相切连接；和/或，所述弧形部的曲率半径与相应的所述线圈单元的外弧面的曲率半径相匹配。

9、根据本公开的一方面，所述过渡连接面为平面并且与相邻的所述弧形部圆角连接，或者，所述过渡连接面为内凸弧形面，并且分别与相邻的所述弧形部相切连接。

10、根据本公开的一方面，所述变压器为相变冷却式变压器，所述壳体的容纳腔中填充有用于对所述变压器进行相变冷却的冷却介质，所述冷却介质浸没所述线圈。

11、根据本公开的一方面，所述壳体包括上壳体以及位于所述上壳体下方的下壳体，所述下壳体和所述上壳体相互连接并相互连通，所述下壳体的侧壁的内表面与所述线圈的外轮廓相匹配，所述上壳体的侧壁的内表面轮廓与所述下壳体的内表面轮廓不同。

12、根据本公开的一方面，所述线圈和所述铁芯位于所述下壳体中，所述变压器还包括冷凝器，所述冷凝器设置在所述上壳体中，位于所述铁芯和所述线圈上方，并与所述冷却介质的液面保持一定距离，所述上壳体的侧壁的内表面与所述冷凝器的外轮廓相适配。

13、根据本实用新型的另一方面，还提供一种变压器的壳体，所述壳体包括相对设置的底壁和顶壁以及连接所述底壁和所述顶壁的侧壁，所述侧壁的至少一部分具有多个外凸的弧形部。

14、根据本公开的一方面，所述壳体用于容纳所述变压器的铁芯以及缠绕在所述铁芯上的线圈，所述弧形部的内表面与所述线圈的外轮廓相适配。

15、根据本公开的一方面，所述侧壁包括在第一方向上相对设置的第一侧壁和第二侧壁，以及连接在所述第一侧壁和所述第二侧壁之间且在第二方向上相对设置的第三侧壁和第四侧壁，所述第一侧壁和第二侧壁分别具有依次相连的三个弧形部，所述三个弧形部为外凸弧形部，所述三个弧形部分别与三个线圈单元相对设置。

16、根据本公开的一方面，所述第一侧壁和所述第二侧壁中的至少一者还包括位于所述三个弧形部的相邻两个弧形部之间的过渡连接面，所述过渡连接面将相邻两个弧形部过渡连接；和/或，所述第三侧壁和所述第四侧壁为与所述线圈单元的外轮廓相对应的平面或凸弧面，分别与所述第一侧壁和所述第二侧壁相切连接；和/或，所述弧形部的曲率半径与相应的所述线圈单元的外弧面的曲率半径相匹配。

17、根据本公开的一方面，所述过渡连接面为平面并且与相邻的所述弧形部圆角连接，或者，所述过渡连接面为内凸弧形面，并且分别与相邻的所述弧形部相切连接。

18、根据本实用新型的另一方面，还提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括如上所述的变压器或如上所述的变压器的壳体。

19、根据本实用新型提供的变压器，可以实现结构紧凑、体积小、重量轻、成本低、散热效率高、安全性高的变压器组件。

1.一种变压器，其特征在于，包括壳体（110）、铁芯（120）以及缠绕在所述铁芯（120）上的线圈（130），所述铁芯（120）和所述线圈（130）设置在所述壳体（110）中，所述壳体（110）包括相对设置的底壁（111）和顶壁（112）以及连接所述底壁（111）和所述顶壁（112）的侧壁（113），所述侧壁（113）的至少部分内表面与所述线圈（130）的外轮廓相适配，并与所述线圈（130）的外轮廓具有预设间隔。

2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述侧壁（113）的内表面与所述线圈（130）的外轮廓随形。

3.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述侧壁（113）的内表面与所述线圈（130）的外轮廓之间的间隔为50mm-100mm。

4.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述铁芯（120）包括三个铁芯单元，所述线圈（130）包括分别缠绕在所述三个铁芯单元上的三个线圈单元，所述侧壁（113）包括分别与所述线圈单元的外轮廓相对应的多个外凸的弧形部。

5.根据权利要求4所述的变压器，其特征在于，所述壳体（110）的周向上，所述侧壁（113）的内表面与所述三个线圈单元的外轮廓之间的距离保持一致。

6.根据权利要求4所述的变压器，其特征在于，所述侧壁（113）包括在第一方向上相对设置的第一侧壁（114）和第二侧壁（115），以及连接在所述第一侧壁和所述第二侧壁之间且在第二方向上相对设置的第三侧壁（116）和第四侧壁（117），所述第一侧壁（114）和第二侧壁（115）分别具有依次相连的三个弧形部（118），所述三个弧形部（118）分别与三个线圈单元相对设置。

7.根据权利要求6所述的变压器，其特征在于，所述第一侧壁（114）和第二侧壁（115）中的至少一者还包括位于所述三个弧形部（118）的相邻两个弧形部（118）之间的过渡连接面（119），所述过渡连接面（119）将相邻两个弧形部（118）过渡连接；和/或，

8.根据权利要求7所述的变压器，其特征在于，所述过渡连接面（119）为平面并且与相邻的所述弧形部（118）圆角连接，或者，所述过渡连接面（119）为内凸弧形面，并且分别与相邻的所述弧形部（118）相切连接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的变压器，其特征在于，所述变压器为相变冷却式变压器，所述壳体（110）的容纳腔中填充有用于对所述变压器进行相变冷却的冷却介质，所述冷却介质浸没所述线圈（130）。

10.根据权利要求9所述的变压器，其特征在于，所述壳体（110）包括上壳体（1101）以及位于所述上壳体（1101）下方的下壳体（1102），所述下壳体（1102）和所述上壳体（1101）相互连接并相互连通，所述下壳体（1102）的侧壁的内表面与所述线圈（130）的外轮廓相匹配，所述上壳体（1101）的侧壁的内表面轮廓与所述下壳体（1102）的内表面轮廓不同。

11.根据权利要求10所述的变压器，其特征在于，所述线圈（130）和所述铁芯（120）位于所述下壳体（1102）中，所述变压器还包括冷凝器（140），所述冷凝器（140）设置在所述上壳体（1101）中，位于所述铁芯（120）和所述线圈（130）上方，并与所述冷却介质的液面保持一定距离，所述上壳体（1101）的侧壁的内表面与所述冷凝器（140）的外轮廓相适配。

12.一种变压器的壳体，其特征在于，所述壳体（110）包括相对设置的底壁（111）和顶壁（112）以及连接所述底壁（111）和所述顶壁（112）的侧壁（113），所述侧壁（113）的至少一部分具有多个外凸的弧形部。

13.根据权利要求12所述的变压器的壳体，其特征在于，所述壳体用于容纳所述变压器的铁芯（120）以及缠绕在所述铁芯（120）上的线圈（130），所述弧形部的内表面与所述线圈（130）的外轮廓相适配。

14.根据权利要求12所述的变压器的壳体，其特征在于，所述侧壁（113）包括在第一方向上相对设置的第一侧壁（114）和第二侧壁（115），以及连接在所述第一侧壁（114）和所述第二侧壁（115）之间且在第二方向上相对设置的第三侧壁（116）和第四侧壁（117），所述第一侧壁（114）和第二侧壁（115）分别具有依次相连的三个弧形部（118），所述三个弧形部（118）为外凸弧形部，所述三个弧形部（118）分别与三个线圈单元相对设置。

15.根据权利要求14所述的变压器的壳体，其特征在于，所述第一侧壁（114）和所述第二侧壁（115）中的至少一者还包括位于所述三个弧形部（118）的相邻两个弧形部（118）之间的过渡连接面（119），所述过渡连接面（119）将相邻两个弧形部（118）过渡连接；和/或，

16.根据权利要求15所述的变压器的壳体，其特征在于，所述过渡连接面（119）为平面并且与相邻的所述弧形部（118）圆角连接，或者，所述过渡连接面（119）为内凸弧形面，并且分别与相邻的所述弧形部（118）相切连接。

17.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组包括权利要求1-11中任一项所述的变压器或权利要求12-16中任一项所述的变压器的壳体。