具体实施方式

现在将详细参考各种实施例，在每个图中示出了其的一个或多个示例。每个示例是以说明的方式提供的，并不意味着限制。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以用在任何其他实施例上或与任何其他实施例结合使用，以产生又一实施例。本公开旨在包括这样的修改和变化。

在附图的以下描述中，相同的附图标记指代相同或相似的部件。一般来说，仅描述了关于各个实施例的差异。除非另外指明，否则一个实施例中的部分或方面的描述也可以适用于另一实施例中的相对应的部分或方面。

示例性参考图1，描述了根据本公开的变压器100。根据可以与本文描述的其他实施例结合的实施例，变压器100包括具有芯柱的变压器芯110，该芯柱具有纵向轴线111。附加地，变压器100包括绕芯柱布置的低压(LV)绕组120。低压绕组120在纵向轴线111的方向上延伸第一长度L1。另外，变压器100包括绕低压绕组120布置的高压(HV)绕组130。高压绕组130在纵向轴线111的方向上延伸第二长度L2。如图1中所示，第二长度L2比第一长度L1短。

而且，变压器100包括嵌入低压绕组120和高压绕组130的铸件140。如图l中示例性示出的那样，铸件140具有凹部150。凹部150被设置在高压绕组130的径向位置处。径向方向由图1中的箭头R指示。另外，如图1中所示，凹部150在纵向轴线111的方向上延伸。特别地，与低压绕组120的径向位置相比，在高压绕组130的径向位置处，铸件140具有在纵向轴线111的方向上延伸的凹部150。特别地，如图1中示例性示出的那样，应当理解的是凹部150具有特定径向范围(即，占据3维体积)。相应地，如图1中示例性示出的那样，在高压绕组130的径向位置处，铸件140具有与在低压绕组120的径向位置处的铸件的更长的长度相比的短的长度，特别是其中，在铸件的短的长度和更长的长度之间的差异为凹部150和/或另一凹部151提供了轴向空间。

相应地，与常规变压器相比，改进了本公开的变压器的设计。特别地，通过提供带有嵌入低压绕组和高压绕组的铸件的变压器，可以提供绕组布置，在该绕组布置中可以避免低压绕组和高压绕组之间的空气间隙。另外，提供如本文所描述的带有凹部的铸件具有这样的优点，即可以避免空气中的流光起始出现的临界电场强度(例如，2.588kV/mm)。相应地，本文所描述的变压器的实施例提供了优化的变压器设计，该优化的变压器设计减少由铸件和芯磁轭之间的空气间隙中的、特别是在芯窗的顶部处和芯窗的底部处的电场引起的负面影响。

因此，与现有技术相比，利用根据本文所述实施例的变压器，可以避免LV绕组和HV绕组之间的环形间隙中的介电强度的削弱。相应地，本公开的变压器的实施例提供了最佳的场分级，并且因此可以提供芯窗的最佳使用，从而允许紧凑且经济的变压器设计。

示例性参考图1，根据可以与本文所描述的其他实施例结合的一些实施例，凹部150可以至少部分地占据由于第二长度L2比第一长度L1短而提供的空间。附加地或可替换地，凹部150提供了表面155，该表面具有基本上在纵向轴线111的方向上延伸的法线N。特别地，凹部150以铸件的表面155为界，该表面具有基本上在纵向轴线111的方向上延伸的法线N。特别地，表面155在高压绕组130的径向位置处是平坦环形表面。典型地，平坦环形表面至少在高压绕组130的径向宽度W_HV上延伸，如图1中示例性示出那样。

表述“基本上在纵向轴线111的方向上延伸的法线N”可以被理解为：法线N在与纵向轴线111的方向的偏移角度D内在纵向轴线111的方向上延伸，D≤±20°，特别是D≤±10°、更特别是D≤±5°。

根据可以与本文所描述的其他实施例相结合的一些实施例，变压器还包括嵌入在铸件140中的线圈块160，如图1中示例性示出的那样。更具体地，典型地线圈块160被设置在凹部150和高压绕组130之间的位置处。特别地，从图1中可以理解的是，线圈块160被布置和构造用于为高压绕组提供竖直支撑。应当理解的是，在本公开中，如图1和图2中示例性所示的线圈块160代表一个或多个线圈块。在将低压绕组120和高压绕组130嵌入铸件140中期间，一个或多个线圈块有利地为高压绕组130提供竖直支撑，即在竖直方向上的支撑。特别地，将低压绕组120和高压绕组130嵌入在铸件140中是通过采用如本文所描述的制造变压器的绕组布置的方法来进行的。

本文所描述的一些实施例涉及“竖直”的概念，即相对于“竖直方向”来指定。竖直方向被认为是基本上平行于重力沿其延伸方向的方向，并且在直立变压器的情况下应该与纵向轴线111相对应。竖直方向可能偏离精确的竖直(后者由重力定义)例如高达20度的角度。特别地，在本公开中，术语“竖直”或“竖直方向”可以包括与精确竖直的偏离角度D_V，D_V≤±20°，特别是D_V≤±10°、更特别是D_V≤±5°。

示例性参考图1，根据可以与本文所描述的其他实施例结合的一些实施例，凹部150设置在铸件140的第一端部141处。附加地，铸件140可以具有设置在铸件140的第二端部142处的另一凹部151。典型地，第二端部142与第一端部141相对，如图1所示。

特别地，典型地另一凹部151至少部分地占据由于第二长度L1比第一长度L1短而提供的空间。根据可以与本文所描述的其他实施例相结合的一些实施例，凹部150和另一凹部151的轴向延伸量加上第二长度L1至少近似等于第一长度。根据可以与本文所描述的其他实施例结合的一些实施例，选择凹部150和/或另一凹部151的轴向延伸量，使得铸件在高压绕组130的径向位置处超过所述第二长度的第一剩余轴向延伸量大于铸件在低压绕组120的径向位置处超过所述第一长度的第二剩余轴向延伸量。

特别地，设置在第二端部142处的另一凹部151可以相对于垂直延伸穿过纵向轴线111的对称平面112与设置在第一端部141处的凹部150对称，如图1中示例性示出的那样。

根据可以与本文所描述的其他实施例结合的一些实施例，铸件140由绝缘材料，特别是绝缘树脂制成。

根据可以与本文所描述的其他实施例相结合的一些实施例，变压器100相对于包括纵向轴线111的平面对称。更具体而言，变压器可以相对于纵向轴线111所在的平面镜像对称。

根据可以与本文所描述的其他实施例相结合的一些实施例，变压器是中频变压器。特别地，变压器可以是干铸中频变压器。

特别地，应当理解的是，根据可以与本文描述的其他实施例结合的实施例，低压绕组和高压绕组被浇铸在一起，其间没有气隙。相应地，有利地，可以提供非常节省空间的变压器设计。

另外，与LV绕组相比，HV绕组通常具有较短的轴向长度，从而允许HV绕组在绕组的至少一个轴向端处相对于LV绕组轴向凹入。根据示例，与LV绕组相比带有较短的轴向长度的HV绕组被布置成使得HV绕组可以在绕组的两个轴向端部处相对于LV绕组轴向凹入。通过提供如本文所描述的凹部，已经发现，有益地可以提供通过LV绕组进行的、HV绕组与芯磁轭的电场的一定程度的屏蔽。

而且，从结合以上描述的图1，可以理解的是，铸件轮廓特别是子午线截面上的铸件轮廓跟随HV绕组的凹部，从而形成环形水平表面。环形水平表面有利地实现了与HV绕组和LV绕组一起浇铸的一个或多个线圈块的定位。例如，一个或多个线圈块可以由与铸件相同的材料、例如绝缘材料、特别是绝缘树脂制成。从而，HV绕组可以被定位在铸模的底部表面上，而不需要用于HV绕组的线轴。没有HV线轴有益地节省了空间，并且避免了电介质强度的削弱，这种削弱通常发生在常规变压器，特别是常规中频变压器的LV和HV绕组之间的环形间隙中。

结合图2示例性参考图3A和图3B中示出的流程图，描述了根据本发明的制造用于变压器的绕组布置的方法的实施例，图2示出包括设置在铸模140中的低压绕组120和高压绕组130的绕组布置的示意性截面视图。

根据可以与本文所描述的其它实施例相结合的实施例，制造用于变压器的绕组布置的方法200包括绕基本上竖直的轴线113布置低压绕组120(由图3A和图3B中的框210表示)，使得低压绕组120在基本上竖直的轴线或基本上纵向轴线111的方向上沿第一长度L1延伸。如本文所描述的，“基本上竖直的轴线”可以理解为偏离精确竖直(后者由重力定义)例如高达20度的角度的轴。相应地，“基本上竖直的轴线”可以指与精确竖直具有偏离角度D_V的轴，D_V≤±20°，特别是D_V≤±10°、更特别是D_V≤±5°。

附加地，该方法包括绕低压绕组120布置高压绕组130(由图3A和图3B中的框220表示)，使得高压绕组130在基本上竖直的轴线方向上延伸第二长度L2。如图2中示例性示出的那样，第二长度L2比第一长度L1短。进一步，该方法包括提供(由图3A和图3B中的框230表示)包围低压绕组120和高压绕组130的铸模170，如图2中示例性示出的那样。铸模具有底壁171。在高压绕组130的径向位置处，底壁171具有轴向凹陷172，或反之亦然，在低压绕组120的径向位置处具有轴向突出部。特别地，如图2中示例性示出的那样，典型地铸模170的轴向凹陷172设置在铸模170的第一端部176处。

而且，该方法包括通过将绝缘材料浇铸到铸模170中来将低压绕组120和高压绕组130嵌入(由图3A和图3B中的框240表示)绝缘材料中。典型地，将绝缘材料浇铸到铸模170中是通过将绝缘材料浇铸通过设置在铸模170的顶壁173中的铸模开口175来进行的，如图2中示例性示出的那样。

相应地，通过采用如本文所描述的制造用于变压器的绕组布置的方法有利地提供了改进变压器的设计，特别是相对于紧凑性和经济方面。特别地，可以提供改进的绕组布置，使得可以提供带有优化的场分级和芯窗的使用的变压器。

根据可以与本文所描述的其他实施例结合的一些实施例，该方法还包括在绕低压绕组120布置高压绕组130之前，在高压绕组130的径向位置处，在铸模170的底壁171上放置线圈块160(由图3B中的框215表示)。示例性参考图2，典型地铸模170的底壁171在高压绕组130的径向位置处、特别地在凹部150的径向位置处基本上是水平的，特别地用于提供凹部150的基本上水平的表面155。

如图2中所示，典型地铸模170的底壁171是躺置S形(或弧形)的，同时在低压绕组120的径向位置处基本上是水平的(或者垂直于纵向轴线111)并且在高压绕组130的径向位置处是水平的。表述“基本上是水平的”可以理解为在与精确水平的微小偏离内是水平的，例如具有偏离角度D_H，D_H≤±20°，特别是D_H≤±10°、更特别地是D_H≤±5°。

示例性参考图2，根据可以与本文所描述的其他实施例相结合的一些实施例，铸模170具有顶壁173，其中顶壁173在高压绕组130的径向位置处、特别地在另一凹部151的径向位置处具有轴向凹陷174，特别地用于提供另一凹部151的基本水平的表面。

如图2中示例性示出的，轴向凹陷174可以被设置在铸模170的第二端部177处。铸模170的第二端部177与铸模170的第一端部176相对。

根据可以与本文所描述的其他实施例结合的一些实施例，顶部轴向凹陷174可以相对于垂直延伸穿过基本上竖直的轴线或纵向轴线111的对称平面112与底部轴向凹陷172对称。

应当理解的是，在低压绕组120和高压绕组130被浇铸在绝缘材料中之后，移除铸模170。另外，应当理解的是，为了提供变压器，绕组布置180可以绕变压器芯110布置。相应地，在变压器的组装状态下，图2中示出的基本上竖直的轴线113可以与图1中示出的纵向轴线111重合。

鉴于以上上文，应该理解的是，与现有技术相比，本公开的实施例有益地提供了改进的变压器设计，其允许最佳的场分级并且因此允许最佳的芯窗使用。相应地，可以提供紧凑且经济的变压器设计。特别地，如本文所描述，本公开的变压器可以是具有绕低压(LV)绕组布置的高压(HV)绕组的干铸变压器，其中LV绕组和HV绕组两者被浇铸在一起。HV绕组在轴向上比LV绕组短，并且铸件相对于在LV绕组处的铸件延伸部在HV绕组处具有轴向凹部。优选地，凹部提供接近水平的表面，这允许将HV绕组定位在线圈块上的模具中，而不需要用于HV绕组的线轴。

虽然前述内容涉及各个实施例，但是在不脱离基本范围的情况下，可以设计出其他和另外的实施例，并且该范围由所附权利要求确定。

附图标记

100 变压器

110 变压器芯

111 纵向轴线

112 对称平面

113 基本上竖直的轴线

120 低压绕组

130 高压绕组

140 铸件

141 铸件的第一端部

142 铸件的第二端部

150 凹部

151 另一凹部

155 表面

160 线圈块

170 铸模

171 铸模的底壁

172 铸模的轴向凹陷

173 铸模的顶壁

174 铸模的轴向凹陷

175 铸模开口

176 铸模的第一端部

177 铸模的第二端部

180 绕组布置

200 制造用于变压器的绕组布置的方法

210 绕基本上竖直的轴线布置低压绕组

215 在铸模的底壁上放置线圈块

220 绕低压绕组布置高压绕组

230 提供铸模

240 将低压绕组和高压绕组嵌入到绝缘材料中

L1 第一长度

L2 第二长度

N 法线

R 径向方向