CN101055791B - 一种三相五柱变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于变压器领域，提供了一种三相五柱变压器，所述三相五柱变压器由多个子三相五柱变压器组合而成，每个子三相五柱变压器中的三个子单相变压器共用两个旁轭；每个子三相五柱变压器的磁路为所述三相五柱变压器的一个磁路单元，多个子三相五柱变压器的磁路组成所述三相五柱变压器的多磁路结构；多个子三相五柱变压器中的三个子单相变压器组合为三个单相变压器；所述三相五柱变压器的绕组由导线在垂直磁路方向上连续依次穿绕每个单相变压器的多个磁路而成。本发明的三相五柱变压器结构简单，可以明显减小变压器的体积，克服了散热问题，降低变压器的整体损耗。同时，简化了绕组制造工艺，降低了制造成本，可以输入输出大电流。
Description
技术领域
本发明属于变压器领域，尤其涉及一种三相五柱变压器。
背景技术
变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件。变压器由磁芯和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组。绕组与磁芯合称电力变压器本体，是建立磁场和传输电能的电路部分。在原理上，磁芯是构成变压器的磁路，它将一次电路的电能转化为磁能，又将该磁能转化为二次电路的电能，因此，磁芯是能量传递的媒介体。在结构上，磁芯是构成变压器的骨架，在其磁芯柱上套上带有绝缘的线圈，并且牢固地对它们支撑和压紧。
变压器按相数分为单相和三相两大类。为了避免三相变压器的一相失效导致三相变压器的磁饱和，尤其是在现在各种整流及非线性负载时，由于变压器中有工频电流的高次谐波，变压器磁芯瞬间饱和状态经常发生。为了避免这种瞬间饱和对变压器系统造成危害，一般采用三相五柱变压器结构，即在原有的三相变压器中增加两个旁轭，用当变压器的某一相磁路瞬间饱和时来作为其它两相的磁场通路。
目前，现有的三相五柱变压器基本上由一个三柱磁芯、两个旁轭与围绕在三柱磁芯上的三个主绕组(初级绕组)和三个次级绕组组成的单磁路结构(对三相变压器的每一个相而言)，结构复杂，体积大，散热困难，损耗大。同时，由于绕组为导线例如漆包线反复环绕磁芯形成，存在比较大的工艺极限，输入、输出电流受到很大限制，对绕组的制造材料、加工工艺和生产环境要求较高，增加了变压器的制造成本。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种三相五柱变压器，旨在解决现有的三相五柱变压器为单磁路结构，导致结构复杂，体积大，散热困难，损耗大，制造成本高的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种三相五柱变压器，所述三相五柱变压器由多个子三相五柱变压器组合而成，每个子三相五柱变压器中的三个子单相变压器共用两个旁轭；
每个子三相五柱变压器的磁路为所述三相五柱变压器的一个磁路单元，多个子三相五柱变压器的磁路组成所述三相五柱变压器的多磁路结构；
多个子三相五柱变压器中的三个子单相变压器组合为三个单相变压器；
所述三相五柱变压器的绕组由导线在垂直磁路方向上连续依次穿绕每个单相变压器的多个磁路而成，分别围绕多个磁路，绕组沿与变压器磁芯垂直的方向放置，并通过并列的三个绕组实现三相五柱变压器的三相绕组。
本发明实施例提供的三相五柱变压器的结构简单，可以明显减小变压器的体积，克服了散热问题，降低变压器的整体损耗。同时，简化了绕组制造工艺，降低了制造成本，可以输入输出大电流。
附图说明
图1是本发明实施例提供的三相五柱变压器的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例中的三相五柱变压器由多个子三相五柱变压器组合而成，每个子三相五柱变压器中的三个子单相变压器共用两个旁轭。每个子三相五柱变压器的磁路为三相五柱变压器的一个磁路单元，多个子三相五柱变压器的磁路组成三相五柱变压器的多磁路结构。
图1示出了本发明第一实施例中提供的三相五柱变压器的结构，其中，横向排列的是磁芯，纵向排列的为三相五柱变压器的三组绕组，自左而右依次为三相五柱变压器的旁轭、三相和旁轭，上边为输入，下边为输出。具体实施中，输入和输出的方向可以根据实际需要配置。磁芯之间的距离(三个相之间的距离和不同组磁芯之间的距离)与输出的功率要求密切相关，可以根据使用要求灵活进行设计。通过在三个单相变压器的初级分别施加三个相位相差120度的三相电压，实现标准的三相工频变压器的功能。
在这种结构中，整个三相五柱变压器由多个子三相五柱变压器组合而成，每个子三相五柱变压器共用两个旁轭。每个子三相五柱变压器的磁路组成整个三相五柱变压器的一个磁路单元，多个子三相五柱变压器的磁路共同组成三相五柱变压器完整的多磁路结构。
由图1可以看出，多个子三相五柱变压器中的三个子单相变压器组合为三个单相变压器。变压器的绕组由导线在垂直磁路方向上连续依次穿绕每个单相变压器的多个磁路而成，分别围绕多个磁路。绕组沿与变压器磁芯垂直的方向放置(嵌入)，并通过并列的三个绕组实现三相五柱变压器的三相绕组。形成绕组的导线可以为漆包线或者扁形导电板材。在这种结构中，构成变压器的每个磁路都与其他两相变压器的磁路相互关联，具有通用的三相五柱变压器的所有性能，同时也具有平板变压器的优势。
在本发明实施例中，构成三相五柱变压器的每个单相变压器中至少有一个输入绕组(作为电抗器使用或作为自耦变压器情况下)和至少一个输出绕组(作为隔离变压器)，每个绕组根据需要可以有不同的中间抽头。
本发明实施例提供的三相五柱变压器的结构简单，可以明显减小变压器的体积，克服了散热问题，降低变压器的整体损耗。同时，简化了绕组制造工艺，降低了制造成本，可以输入输出大电流。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种三相五柱变压器，其特征在于，所述三相五柱变压器由多个子三相五柱变压器组合而成，每个子三相五柱变压器中的三个子单相变压器共用两个旁轭；
每个子三相五柱变压器的磁路为所述三相五柱变压器的一个磁路单元，多个子三相五柱变压器的磁路组成所述三相五柱变压器的多磁路结构；
多个子三相五柱变压器中的三个子单相变压器组合为三个单相变压器；
所述三相五柱变压器的绕组由导线在垂直磁路方向上连续依次穿绕每个单相变压器的多个磁路而成，分别围绕多个磁路，绕组沿与变压器磁芯垂直的方向放置，并通过并列的三个绕组实现三相五柱变压器的三相绕组。
2.如权利要求1所述的三相五柱变压器，其特征在于，所述导线为漆包线或者扁形导电板材。
3.如权利要求1或2所述的三相五柱变压器，其特征在于，每个单相变压器包括至少一个输入绕组和至少一个输出绕组。
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