CN102881435A - 三相24脉波单输出绕组移相整流变压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三相24脉波单输出绕组移相整流变压器，包括原绕组、副绕组和铁芯；其改进之处是；原绕组接线方式采用三角形、星形、六角形或延边六角形接线，额定电压是低压或高压；副绕组为具有一组各相相同的、对称的三相副绕组，三相副绕组均采用金属箔或导体绝缘后绕制，每相副绕组具有两个匝数不等、各带两个中间抽头的线圈，该三相六个线圈的十二个抽头x_1′，a₁，y_1′，b_1′，z₁，c_1′，x_2′，a_2′，y_2′，b_2′，z₂，c_2′连接成带十二个延边、十二个交流输出端的不等边六角形，额定电压是低压或高压；原绕组和副绕组在每相铁心柱上的布置是同心或上下布置；铁芯为三相铁芯，三相铁芯是日字形或品字形；采取新绕组结构型式和接线方式，具有耗材少、体积小、成本低、内部损耗低等优点。

Description

三相24脉波单输出绕组移相整流变压器

技术领域

本发明涉及三相整流变压器，尤其涉及一种三相24脉波单输出绕组移相整流变压器。

背景技术

目前，为了抑制整流装置产生的高次谐波电流对电网的干扰，常采用多脉波移相整流技术。其主要原理是将三相整流变压器二次绕组接成具有一定相位差的n路(即n相)交流输出端，接入n相整流桥，使整流桥直流输出电路中的电流波形中具有2n个脉动波形(简称脉波数)。脉波数越多，直流电路中的交流成分越小，整流变压器一次侧交流电路中的高次谐波电流含量就越低。从理论上说，只要移相技术精确，具有n相2n脉波的整流装置，就可以将交流电源电路中的2n-1次以下高次谐波电流基本消除。例如，12相24脉波整流装置就可将交流电源电路中23次及以下谐波电流基本消除。在抑制高次谐波的同时，还可以使整流装置交流电源侧的功率因数获得改善。具有很高的节能效果。

多脉波移相整流技术发展较快，现在较多采用的有6相12脉波，9相18脉波，12相24脉波，18相36脉波，24相48脉波等，最高有达到36相72脉波的。整流脉波数越多，固然消谐和节能效果越佳。然而整流变压器的结构就越复杂，成本也越高。就绝大多数用电单位来说，通常交流电源侧的电流成分中23次以上的谐波电流含量就极低了。所以，采用12相24脉波整流装置具有较广泛的应用价值。

早先，12相24脉波整流装置采用非移相普通整流变压器时，需要4台三相变压器并联；如采用1台三相移相整流变压器，就目前的技术水平而言，其二次侧至少要用2组输出绕组。变压器台数或输出绕组组数越多，体积越大，材料消耗越多，整流装置成本和内部损耗就越高。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种三相24脉波单输出绕组移相整流变压器，采取新的绕组结构型式和接线方式，使得变压器比传统的三相24脉波整流变压器具有耗材少、体积小、成本低、内部损耗低等优点。从而可以获得更高的经济效益和节能效果。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。

本发明三相24脉波单输出绕组移相整流变压器，包括原绕组、副绕组和铁芯；其特征在于，

所述原绕组接线方式采用三角形接线、星形接线、六角形接线或者延边六角形接线，额定电压是低压或者高压；

所述副绕组为具有一组各相相同的、对称的三相副绕组，该三相副绕组均采用金属箔或导体加以绝缘后绕制，每相副绕组具有两个匝数不等、各带两个中间抽头的线圈，将该三相六个线圈的十二个抽头x_1′，a_1′，y_1′，b_1′，z_1′，c_1′，x_2′，a_2′，b_2′，z_2′，z_2′，c_2′连接成带十二个延边、十二个交流输出端的不等边六角形，额定电压是低压或者高压；

所述原绕组和副绕组在每相铁心柱上的布置是同心或者上下布置；

所述铁芯为三相铁芯，该三相铁芯是日字形或品字形。

前述的三相24脉波单输出绕组移相整流变压器，其中金属箔为单层或多层并联；所述导体为单根或多根并联。

前述的三相24脉波单输出绕组移相整流变压器，其中三相不等边六角形副绕组的六个线圈的匝数及其十二个抽头和十二个延边交流输出端的位置是按以下原则确定的：当确定了12相整流电路(图2a)的交流输入电压的有效值U_2SR后，选取合适的模数比例，作一正24边形，取其外接圆的半径R＝U_2SR/2COS7.5°，令三相具有相同匝数的三个线圈的相电压向量之间的相位差各为120°，每一相副绕组的两个线圈的4个首尾输出端之间的端电压关系为：U_x1-a2＝U_x2-a1＝U_y1-b2＝U_y2-b1＝U_z1-c2＝U_z2-c1＝U_2SR，(如图1b所示)，使各个延边输出端正好落在24边形依次编号的相应顶点上：a1(1)，x1(18)，b1(9)，y1(2)，c1(17)，z1(10)，a2(7)，x2(12)，b2(15)，y2(20)，c2(23)，z2(4)，使每一输出端在24边形相差180度的对顶端没有其它输出端；根据各个线圈的电压向量模值和每匝电势计算出每个线圈所需匝数，取接近的整数匝，将各个线圈的交点，取最接近的整数匝引出引线，并分别按照a1’-c2’，x1’-y2’，b1’-a2’，y1’-z2’，c1’-b2’x2’-z1’的方式加以连接；将12个延边输出端接到12相整流电路的12相整流桥的交流输入端，当整流变压器原边接上三相交流电源后，其12相整流桥各臂将按(图2b所示)a1-x2，y1-b2，z2-c1，a2-x1，b1-y2，z1-c2，x2-a1，b2-y1，c1-z2，x1-a2，y2-b1，c2-z1顺序轮流导通。

前述的三相24脉波单输出绕组移相整流变压器，其中原绕组的三角形接线方式是A相绕组首端接B相绕组尾端，B相绕组首端接C相绕组尾端，C相绕组首端接A相绕组尾端；或者按另一方向，A相绕组首端接C相绕组尾端，C相绕组首端接B相绕组尾端，B相绕组首端接A相绕组尾端；原绕组的星形接线方式是三相绕组尾端连接一起，三相绕组首端分别接电源A相、B相、C相；

原绕组的六角形接线方式是A相绕组的第一线圈首端同C相绕组的第二线圈首端相连；C相绕组的第二线圈尾端同B相绕组的第一线圈尾端相连；B相绕组的第一线圈首端同A相绕组的第二线圈首端相连；A相绕组的第二线圈尾端同C相绕组的线圈尾端相连；C相绕组的第一线圈首端同B相绕组的第二线圈首端相连；B相绕组的第二线圈尾端同A相绕组的第一线圈尾端相连；或者按另一方向，A相绕组的第一线圈首端接B相绕组的第二线圈首端；B相绕组的第二线圈尾端接C相绕组的第一线圈尾端；C相绕组的第一线圈首端接A相绕组的第二线圈首端；A相绕组的第二线圈尾端接B相绕组的第一线圈尾端；B相绕组的第一线圈首端接C相绕组的第二线圈首端；C相绕组的第二线圈尾端接A相绕组的第一线圈尾端；从任意三个不相邻的连接点引出相线端子，在各线圈的首端或尾端附近可以引出数个抽头端子供调压用；

原绕组的延边六角形接线方式是A相绕组的第一线圈首端同C相绕组的第二线圈首端相连，C相绕组的第二线圈尾端同B相绕组的第一线圈尾端相连，B相绕组的第一线圈首端同A相绕组的第二线圈首端相连，A相绕组的第二线圈尾端同C相绕组的第一线圈尾端相连，C相绕组的第一线圈首端同B相绕组的第二线圈首端相连，B相绕组的第二线圈尾端同A相绕组的第一线圈尾端相连；然后将A相绕组的第三线圈尾端同B相绕组的第一线圈尾端和C相绕组第二线圈尾端的连接点相连，将B相绕组的第三线圈尾端同A相绕组第二线圈尾端和C相绕组第一线圈尾端的连接点相连，将C相绕组的第三线圈尾端同A相绕组第一线圈尾端和B相绕组第二线圈尾端的连接点相连；也可以将每一相三个线圈的排序任意调换；从六角形任意三个不相邻的线圈首端连接点去连接另一相绕组第三线圈首端端子，或从六角形任意三个不相邻的线圈尾端连接点去连接另一相绕组第三线圈尾端端子；还可在各个线圈的连接点或首端、尾端引出接线端子供测量和切换控制用。

本发明三相24脉波单输出绕组移相整流变压器的有益效果，采用一台三相24脉波单输出绕组移相整流变压器，且该变压器网侧只需一组原绕组，阀侧也只需一组副绕组就可以获得12相交流输出，经12相整流桥整流后，直流波形中含有24个脉动波形。同现有的各种类型24脉波整流变压器相比，具有体积小、耗材少、成本低以及内部损耗低等优点，经济效益和节能效果显著。

附图说明：

图1a是本发明12相单输出绕组接线图。

图1b是图1a接线方式的电势向量图。

图2a是输出绕组12相输出端同12相整流桥输入端的连接示意图；

图2b是12相整流桥轮流导通顺序图。

图中主要标号说明：

a₁ -A相第一线圈的第一抽头、c₂′-C相第二线圈的第一抽头、z_2′-C相第二线圈的第二抽头、y_1′-b相第一线圈的第二抽头、b_1′-B相第一线圈的第一抽头、a₂ -A相第二线圈的第一抽头、x_2′-A相第二线圈的第二抽头、z_1′-C相第一线圈的第二抽头、c₁ -C相第一线圈的第一抽头、b_2′-B相第二线圈的第一抽头、y₂ -B相第二线圈的第二抽头、x_1′A相第一线圈的第二抽头、R-正24边形外接圆半径、ZLG-整流二极管、1-24编号为正24边形各顶端编号、U_2SR-12相整流桥交流输入电压的有效值、a₁，x₁，b₁，y₁，c₁，z₁，a₂，x₂，b₂，y₂，c₂，z₂-分别为输出绕组12个输出端。

具体实施方式

如图1a、图1b、图2a、图2b所示，本发明三相24脉波单输出绕组移相整流变压器，包括原绕组、副绕组和铁芯；其改进之处在于，所述原绕组接线方式采用三角形接线、星形接线、六角形接线或者延边六角形接线，额定电压是低压或者高压；所述副绕组为具有一组各相相同的、对称的三相副绕组，该三相副绕组均采用金属箔或导体加以绝缘后绕制，每相副绕组具有两个匝数不等、各带两个中间抽头的线圈，将该三相六个线圈的十二个抽头x₁，a_1′，y_1′，b_1′，z₁，c_1′，x_2′，a_2′，y_2′，b_2′，z_2′，c_2′连接成带十二个延边、十二个交流输出端的不等边六角形，额定电压是低压或者高压；所述原绕组和副绕组在每相铁心柱上的布置是同心或者上下布置；所述铁芯为三相铁芯，该三相铁芯是日字形或品字形。

如图1a、图1b、图2a、图2b所示，本发明三相24脉波单输出绕组移相整流变压器，其中，金属箔为单层或多层并联；导体为单根或多根并联。

如图1a、图1b、图2a、图2b所示，本发明三相24脉波单输出绕组移相整流变压器，其中三相不等边六角形副绕组的六个线圈的匝数及其十二个抽头和十二个延边交流输出端的位置是按以下原则确定的：当确定了12相整流电路(如图2a所示)的交流输入电压的有效值U_2SR后，选取合适的模数比例，作一正24边形，取其外接圆的半径R＝U_2SR/2COS7.5°，令三相具有相同匝数的三个线圈的相电压向量之间的相位差各为120°，每一相副绕组的两个线圈的4个首尾输出端之间的端电压关系为：U_x1-a2＝U_x2-a1＝U_y1-b2＝U_y2-b1＝U_z1-c2＝U_z2-c1＝U_2SR，(如图1b所示)，使各个延边输出端正好落在24边形依次编号的相应顶点上：a1(1)，x1(18)，b1(9)，y1(2)，c1(17)，z1(10)，a2(7)，x2(12)，b2(15)，y2(20)，c2(23)，z2(4)，使每一输出端在24边形相差180度的对顶端没有其它输出端；根据各个线圈的电压向量模值和每匝电势计算出每个线圈所需匝数，取接近的整数匝，将各个线圈的交点，取最接近的整数匝引出引线，并分别按照a1’-c2’，x1’-y2’，b1’-a2’，y1’-z2’，c1’-b2’，z1’-x2’的方式加以连接；将12个延边输出端接到12相整流电路的12相整流桥的交流输入端，当整流变压器原边接上三相交流电源后，其12相整流桥各臂将按(图2b所示)a1-x2，y1-b2，z2-c1，a2-x1，b1-y2，z1-c2，x2-a1，b2-y1，c1-z2，x1-a2，y2-b1，c2-z1顺序轮流导通。

如图1a、图1b、图2a、图2b所示，本发明三相24脉波单输出绕组移相整流变压器，其中原绕组的三角形接线方式是A相绕组首端接B相绕组尾端，B相绕组首端接C相绕组尾端，C相绕组首端接A相绕组尾端；或者按另一方向，A相绕组首端接C相绕组尾端，C相绕组首端接B相绕组尾端，B相绕组首端接A相绕组尾端；原绕组的星形接线方式是三相绕组尾端连接一起，三相绕组首端分别接电源A相、B相、C相；

原绕组的六角形接线方式是A相绕组的第一线圈首端同C相绕组的第二线圈首端相连；C相绕组的第二线圈尾端同B相绕组的第一线圈尾端相连；B相绕组的第一线圈首端同A相绕组的第二线圈首端相连；A相绕组的第二线圈尾端同C相绕组的线圈尾端相连；C相绕组的第一线圈首端同B相绕组的第二线圈首端相连；B相绕组的第二线圈尾端同A相绕组的第一线圈尾端相连；或者按另一方向，A相绕组的第一线圈首端接B相绕组的第二线圈首端；B相绕组的第二线圈尾端接C相绕组的第一线圈尾端；C相绕组的第一线圈首端接A相绕组的第二线圈首端；A相绕组的第二线圈尾端接B相绕组的第一线圈尾端；B相绕组的第一线圈首端接C相绕组的第二线圈首端；C相绕组的第二线圈尾端接A相绕组的第一线圈尾端；从任意三个不相邻的连接点引出相线端子，在各线圈的首端或尾端附近可以引出数个抽头端子供调压用；

原绕组的延边六角形接线方式是A相绕组的第一线圈首端同C相绕组的第二线圈首端相连，C相绕组的第二线圈尾端同B相绕组的第一线圈尾端相连，B相绕组的第一线圈首端同A相绕组的第二线圈首端相连，A相绕组的第二线圈尾端同C相绕组的第一线圈尾端相连，C相绕组的第一线圈首端同B相绕组的第二线圈首端相连，B相绕组的第二线圈尾端同A相绕组的第一线圈尾端相连；然后将A相绕组的第三线圈尾端同B相绕组的第一线圈尾端和C相绕组第二线圈尾端的连接点相连，将B相绕组的第三线圈尾端同A相绕组第二线圈尾端和C相绕组第一线圈尾端的连接点相连，将C相绕组的第三线圈尾端同A相绕组第一线圈尾端和B相绕组第二线圈尾端的连接点相连；也可以将每一相三个线圈的排序任意调换；从六角形任意三个不相邻的线圈首端连接点去连接另一相绕组第三线圈首端端子，或从六角形任意三个不相邻的线圈尾端连接点去连接另一相绕组第三线圈尾端端子；还可在各个线圈的连接点或首端、尾端引出接线端子供测量和切换控制用。

下面结合附图对本发明进一步详述：

本发明三相24脉波单输出绕组移相整流变压器，其三相不等边六角形副绕组的六个线圈的匝数及其十二个抽头和十二个延边交流输出端的位置是按以下原则确定的：当确定了12相整流桥(如图2a所示)的交流输入电压的有效值U_2SR后，选取合适的模数比例，作一正24边形，取其外接圆的半径R＝U_2SR/2COS7.5°，令三相具有相同匝数的三个线圈的相电压向量之间的相位差各为120度，每一相副绕组的两个线圈的4个首尾输出端之间的端电压具有如下关系——U_x1-a2＝U_x2-a1＝U_y1-b2＝U_y2-b1＝U_z1-c2＝U_z2-c1＝U_2SR，(图1b所示)，使各个延边输出端正好落在24边形依次编号的如下相应顶点上，即：a1(1)，x1(18)，b1(9)，y1(2)，c1(17)，z1(10)，a2(7)，x2(12)，b2(15)，y2(20)，c2(23)，z2(4)，使每一输出端在24边形相差180度的对顶端没有有其它输出端。根据各个线圈的电压向量模值和每匝电势计算出每个线圈所需匝数，取接近的整数匝，按图1a、图1b中各个线圈的交点，取最接近的整数匝引出引线，分别按如下方式加以连接：a1’-c2’，x1’-y2’，b1’-a2’，y1’-z2’，c1’-b2’，z1’-x2’。将副绕组的12个延边输出端a₁，x₁，b₁，y₁，c₁，z₁，a₂，x₂，b₂，y₂，c₂，z₂分别接到图2a的12相整流桥的相应交流输入端。于是当整流变压器原边接上三相交流电源后，其12相整流桥各臂将按图2b所示顺序轮流导通。

图中各线圈的首尾端子和引线端子的标号也可以互换，如a与x互换，b与y互换，c与z互换。

本发明三相24脉波单输出绕组移相整流变压器，其原绕组的三角形接线方式和星形接线方式为现有接线方式；所述原绕组的六角形接线方式或者延边六角形接线方式为专利申请号ZL 02.46646.7，发明名称为防雷击防干扰容性变压器的发明专利申请中提出的接线方式。

本发明三相24脉波单输出绕组移相整流变压器，其原绕组和副绕组的额定电压可以是低压的，或是高压的，本实施例采用低压的。

本发明三相24脉波单输出绕组移相整流变压器，其原绕组和副绕组在每相铁芯柱上的布置可以是同心的或者是上下的，本实施例采用同心的。

本发明三相24脉波单输出绕组移相整流变压器，其三相铁芯是日字形或品字形的，本实施例采用日字形的。

本实施例中未进行说明的内容为现有技术，故，不再进行赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种三相24脉波单输出绕组移相整流变压器，包括原绕组、副绕组和铁芯；其特征在于，

所述原绕组接线方式采用三角形接线、星形接线、六角形接线或者延边六角形接线，额定电压是低压或者高压；

所述副绕组为具有一组各相相同的、对称的三相副绕组，该三相副绕组均采用金属箔或导体加以绝缘后绕制，每相副绕组具有两个匝数不等、各带两个中间抽头的线圈，将该三相六个线圈的十二个抽头x₁，a₁，y₁，b_1′，z₁，c₁，x_2′，a_2′，y_2′，b_2′，z₂，c_2′连接成带十二个延边、十二个交流输出端的不等边六角形，额定电压是低压或者高压；

所述原绕组和副绕组在每相铁心柱上的布置是同心或者上下布置；

所述铁芯为三相铁芯，该三相铁芯是日字形或品字形。

2.根据权利要求1所述的三相24脉波单输出绕组移相整流变压器，其特征在于，所述金属箔为单层或多层并联；所述导体为单根或多根并联。

3.根据权利要求1所述的三相24脉波单输出绕组移相整流变压器，其特征在于，所述三相不等边六角形副绕组的六个线圈的匝数及其十二个抽头和十二个延边交流输出端的位置是按以下原则确定的：当确定了12相整流电路的交流输入电压的有效值U_2SR后，选取合适的模数比例，作一正24边形，取其外接圆的半径R＝U_2SR/2COS7.5°，令三相具有相同匝数的三个线圈的相电压向量之间的相位差各为120°，每一相副绕组的两个线圈的4个首尾输出端之间的端电压关系为：U_x1-a2＝U_x2-a1＝U_y1-b2＝U_y2-b1＝U_z1-c2＝U_z2-c1＝U_2SR，使各个延边输出端正好落在24边形依次编号的相应顶点上：a1(1)，x1(18)，b1(9)，y1(2)，c1(17)，z1(10)，a2(7)，x2(12)，b2(15)，y2(20)，c2(23)，z2(4)，使每一输出端在24边形相差180度的对顶端没有其它输出端；根据各个线圈的电压向量模值和每匝电势计算出每个线圈所需匝数，取接近的整数匝，将各个线圈的交点，取最接近的整数匝引出引线，并分别按照a1’-c2’，x1’-y2’，b1’-a2’，y1’-z2’，c1’-b2’，x2’-z1’的方式加以连接；将12个延边输出端接到12相整流电路的12相整流桥的交流输入端，当整流变压器原边接上三相交流电源后，其12相整流桥各臂将按a1-x2，y1-b2，z2-c1，a2-x1，b1-y2，z1-c2，x2-a1，b2-y1，c1-z2，x1-a2，y2-b1，c2-z1顺序轮流导通。

4.根据权利要求1所述的三相24脉波单输出绕组移相整流变压器，其特征在于，所述原绕组的三角形接线方式是A相绕组首端接B相绕组尾端，B相绕组首端接C相绕组尾端，C相绕组首端接A相绕组尾端；或者按另一方向，A相绕组首端接C相绕组尾端，C相绕组首端接B相绕组尾端，B相绕组首端接A相绕组尾端；

所述原绕组的星形接线方式是三相绕组尾端连接一起，三相绕组首端分别接电源A相、B相、C相；

所述原绕组的六角形接线方式是A相绕组的第一线圈首端同C相绕组的第二线圈首端相连；C相绕组的第二线圈尾端同B相绕组的第一线圈尾端相连；B相绕组的第一线圈首端同A相绕组的第二线圈首端相连；A相绕组的第二线圈尾端X同C相绕组的线圈尾端相连；C相绕组的第一线圈首端同B相绕组的第二线圈首端相连；B相绕组的第二线圈尾端同A相绕组的第一线圈尾端相连；或者按另一方向，A相绕组的第一线圈首端接B相绕组的第二线圈首端；B相绕组的第二线圈尾端接C相绕组的第一线圈尾端；C相绕组的第一线圈首端接A相绕组的第二线圈首端；A相绕组的第二线圈尾端接B相绕组的第一线圈尾端；B相绕组的第一线圈首端接C相绕组的第二线圈首端；C相绕组的第二线圈尾端接A相绕组的第一线圈尾端；从任意三个不相邻的连接点引出相线端子，在各线圈的首端或尾端附近可以引出数个抽头端子供调压用；

所述原绕组的延边六角形接线方式是A相绕组的第一线圈首端同C相绕组的第二线圈首端相连，C相绕组的第二线圈尾端同B相绕组的第一线圈尾端相连，B相绕组的第一线圈首端同A相绕组的第二线圈首端相连，A相绕组的第二线圈尾端同C相绕组的第一线圈尾端相连，C相绕组的第一线圈首端同B相绕组的第二线圈首端相连，B相绕组的第二线圈尾端同A相绕组的第一线圈尾端相连；然后将A相绕组的第三线圈尾端同B相绕组的第一线圈尾端和C相绕组第二线圈尾端的连接点相连，将B相绕组的第三线圈尾端同A相绕组第二线圈尾端和C相绕组第一线圈尾端的连接点相连，将C相绕组的第三线圈尾端同A相绕组第一线圈尾端和B相绕组第二线圈尾端的连接点相连；也可以将每一相三个线圈的排序任意调换；从六角形任意三个不相邻的线圈首端连接点去连接另一相绕组第三线圈首端端子，或从六角形任意三个不相邻的线圈尾端连接点去连接另一相绕组第三线圈尾端端子；还可在各个线圈的连接点或首端、尾端引出接线端子供测量和切换控制用。

Images