CN103594237A - 一种18脉冲移相整流变压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种18脉冲移相整流变压器，包括变压器框架和三个绕组，所述变压器框架包括三个铁芯柱，所述三个绕组分别包括初级绕组和次级绕组，所述初级绕组分别绕在所述三个铁芯柱上，所述次级绕组被分成三段次级子绕组后以饼式绕制方式分别绕在所述初级绕组上，所述各个初级绕组与次级绕组之间的一侧设置有第一漏磁铁芯。本发明提供的18脉冲移相整流变压器能够很好的抑制谐波，而且具有良好的散热功能。

Description

一种18脉冲移相整流变压器

技术领域

本发明涉及变压器，具体涉及一种18脉冲移相整流变压器。

背景技术

随着电力电子技术的飞速发展，越来越多的整流器被应用到各个领域，由于整流器采用的是移相控制法，从电网侧吸收的是缺角的正弦波，给电网侧遗留下另一部分缺角的正弦波，在电网侧的正弦波中含有大量谐波，使得设备的电磁兼容性能降低，给电网及其他用电设备带来了危害。

现有技术中，一般采用6脉冲整流变压器及12脉冲整流变压器，6脉冲是由6个脉冲开关分别对6个可控硅进行控制，其电流中含有6k±1（k为整数）次谐波，即电流中含有5、7、11、13....等各次谐波，各次谐波的有效值与谐波次数成反比，且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数，因此对于6脉冲变压器来说，抑制高次谐波的能力有限；12脉冲是由12个脉冲开关分别对12个可控硅进行控制，其电流中含有12k±1（k为整数）次谐波，即电流中含有11、13、23、25....等各次谐波，各次谐波的有效值与谐波次数成反比，且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数，因此对于12脉冲变压器来说，不能很好的抑制高次谐波。

发明内容

本发明的目的在于提出一种18脉冲移相整流变压器，来优化脉冲移相整流变压器的性能，解决脉冲移相整流变压器抑制谐波能力差的问题。

有鉴于此，本发明实施例提出了一种18脉冲移相整流变压器，所述18脉冲移相整流变压器包括：变压器框架和绕组，所述变压器框架包括第一铁芯柱、第二铁芯柱和第三铁芯柱，所述绕组分别包括初级绕组和次级绕组，所述初级绕组包括第一初级绕组、第二初级绕组和第三初级绕组，所述次级绕组包括第一次级绕组、第二次级绕组和第三次级绕组，

所述第一初级绕组、第二初级绕组和第三初级绕组分别绕在所述第一铁芯柱、第二铁芯柱和第三铁芯柱上；

所述第一次级绕组、第二次级绕组和第三次级绕组被分成三段次级子绕组后以饼式绕制方式分别绕在所述第一初级绕组、第二初级绕组和第三初级绕组上；

所述第一初级绕组与第一次级绕组之间的一侧设置有第一漏磁铁芯、所述第二初级绕组与第二次级绕组之间的一侧设置有第二漏磁铁芯以及所述第三初级绕组与第三次级绕组之间的一侧设置有第三漏磁铁芯。

进一步地，所述第一初级绕组与第一次级绕组之间的另一侧设置有第一气道、所述第二初级绕组与第二次级绕组之间的另一侧设置有第二气道以及所述第三初级绕组与第三次级绕组之间的另一侧设置有第三气道。

进一步地，所述第一气道、第二气道和第三气道分别由工字撑条撑起第一次级绕组、第二次级绕组和第三次级绕组而形成。

进一步地，所述第一初级绕组、第二初级绕组和第三初级绕组的首尾相连，并将每个相连的点引出的抽头作为输入端，所述第一次级绕组、第二次级绕组和第三次级绕组的第一段次级子绕组首尾相连，将每个相连的点引出串联一个与各次级子绕组的线圈形状大小完全相同的次级子绕组，将所述与各次级绕组的第一段次级子绕组串联的次级子绕组线圈的另一端作为第一组输出端，所述第一次级绕组、第二次级绕组和第三次级绕组的第二段次级子绕组首尾相连，并将每个相连的点引出的抽头作为第二组输出端，所述第一次级绕组、第二次级绕组和第三次级绕组的第三段次级子绕组首尾相连，并将每个相连的点引出串联一个与各次级子绕组的线圈形状大小完全相同的次级子绕组，将所述与各次级绕组的第三段次级子绕组串联的次级子绕组的线圈的另一端作为第三组输出端。

进一步地，所述第一组输出端、第二组输出端和第三组输出端采用三角形外延接法。

进一步地，所述第一组输出端、第二组输出端和第三组输出端的移相角度分别为+20°、0°和-20°。

进一步地，所述第一漏磁铁芯、第二漏磁铁芯和第三漏磁铁芯分别由硅钢片构成，所述每个硅钢片包括多个段，段之间设置有间隙，用来控制第一组输出端、第二组输出端和第三组输出端输出阻抗的大小。

进一步地，所述第一组输出端、第二组输出端和第三组输出端的输出阻抗一致。

本发明提供的18脉冲移相整流变压器，通过将三个初级绕组分别绕于三个铁芯柱上，将三个次级绕组分成三段后以饼式绕制方式分别绕于三个初级绕组上，在各个初级绕组与次级绕组之间的一侧设置有漏磁铁芯。由此使得18脉冲移相整流变压器具有良好的抑制谐波能力。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其他特征和优点，附图中：

图1是根据本发明实施例的18脉冲移相整流变压器的绕组连接示意图；

图2是根据本发明实施例的18脉冲移相整流变压器的电气连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

图1是根据本发明实施例的18脉冲移相整流变压器的绕组连接示意图，如图1所示。所述18脉冲移相整流变压器包括变压器框架和绕组，所述变压器框架包括第一铁芯柱11、第二铁芯柱12和第三铁芯柱13，所述绕组分别包括初级绕组21和次级绕组22，所述初级绕组21包括第一初级绕组211、第二初级绕组212和第三初级绕组213，所述次级绕组22包括第一次级绕组221、第二次级绕组222和第三次级绕组223。

其中，所述第一初级绕组211、第二初级绕组212和第三初级绕组213分别绕在所述第一铁芯柱11、第二铁芯柱12和第三铁芯柱13上，所述第一次级绕组221、第二次级绕组222和第三次级绕组223被分成三段次级子绕组后以饼式绕制方式分别绕在所述第一初级绕组211、第二初级绕组212和第三初级绕组213上，所述第一初级绕组211与第一次级绕组221之间的一侧设置有第一漏磁铁芯31、所述第二初级绕组212与第二次级绕组之222间的一侧设置有第二漏磁铁芯32以及所述第三初级绕组213与第三次级绕组223之间的一侧设置有第三漏磁铁芯33。

在本实施例中，所述第一次级绕组221、第二次级绕组222和第三次级绕组223被分成三段次级子绕组后以饼式绕制方式分别绕在所述第一初级绕组211、第二初级绕组212和第三初级绕组213上，所述次级绕组22被分成三段次级子绕组，每一段次级子绕组以饼式绕制的方式分别绕制在各个初级绕组21上。

在本实施例中，所述第一次级绕组221、第二次级绕组222和第三次级绕组223的第一段次级子绕组首尾相连，并将每个相连的点引出，并在各次级子绕组的第一段上串联一个与各次级子绕组的线圈形状大小完全相同的次级子绕组，将所述与各次级绕组的第一段次级子绕组串联的线圈的另一端a1、b1和c1作为第一组输出端；同时将第一次级绕组221、第二次级绕组222和第三次级绕组223的第二段次级子绕组首尾相连，并将每个相连的点引出a2、b2和c2作为第二组输出端；同时将所述第一次级绕组221、第二次级绕组222和第三次级绕组223的第三段次级子绕组首尾相连，并将每个相连的点引出，并在各次级子绕组的第三段上串联一个与各次级子绕组的线圈形状大小完全相同的次级子绕组，将所述与各次级绕组的第三段次级子绕组串联的线圈的另一端a3、b3和c3作为第三组输出端。所述第一组输出端、第二组输出端和第三组输出端采用三角形外延接法，所述三组输出端的移相角度分别为+20°、0°和-20°。

在本实施例中，采用三角形外延接法能够消除三次谐波，防止大量谐波向系统输送，引起电网电压波形畸变，三次谐波的一个重要特点就是同相位，它在三角形侧可以形成环流，从而有效的消弱谐波向系统输送，保证供电质量，此外，采用三角形外延接法能够降低次级绕组的截面积，从而节省材料，降低成本。

在本实施例中，所述第一漏磁铁芯31、第二漏磁铁芯32和第三漏磁铁芯33分别由硅钢片构成，所述每个硅钢片包括多个段，段之间设置有间隙，用来控制第一组输出端、第二组输出端和第三组输出端输出阻抗的大小，即用硅钢片作为变压器的内置电感，通过调整硅钢片多个硅钢片段之间的间隙，来控制电感量的大小，所述电感量的大小也就是输出阻抗的大小，所述阀侧输出端的三组输出的阻抗大小一致，此外，所述第一漏磁铁芯31、第二漏磁铁芯32和第三漏磁铁芯33能够有效抑制移相变压器的噪音并且能够降低变压器的温度。

在本实施例的优选实施例中，所述第一初级绕组211与第一次级绕组221之间的另一侧设置有第一气道41、所述第二初级绕组212与第二次级绕组222之间的另一侧设置有第二气道42以及所述第三初级绕组213与第三次级绕组223之间的另一侧设置有第三气道43。所述第一气道41、第二气道42和第三气道43分别由工字撑条撑起第一次级绕组221、第二次级绕组222和第三次级绕组223而形成工字撑条撑起。

在本实施例的优选实施例中，所述第一气道41、第二气道42和第三气道43起绝缘和散热的作用，加快变压器散热的速度。

图2是根据本发明实施例的18脉冲移相整流变压器的电气连接示意图，如图2所示，所述第一初级绕组211、第二初级绕组212和第三初级绕组213的首尾相连，并将每个相连的点引出三个抽头A、B、C作为输入端接口，与网侧电源Ua、Ub、Uc连接，所述输入端的电压与所述网侧电源电压相匹配；所述第一次级绕组221、第二次级绕组222和第三次级绕组223的第一段次级子绕组首尾相连，并将每个相连的点引出，并在各次级子绕组的第一段上串联一个与各次级子绕组的线圈形状大小完全相同的次级子绕组，将所述与各次级绕组的第一段次级子绕组串联的线圈的另一端a1、b1和c1作为第一组输出端；同时将第一次级绕组221、第二次级绕组222和第三次级绕组223的第二段次级子绕组首尾相连，并将每个相连的点引出a2、b2和c2作为第二组输出端；同时将所述第一次级绕组221、第二次级绕组222和第三次级绕组223的第一段次级子绕组首尾相连，并将每个相连的点引出，并在各次级子绕组的第三段上串联一个与各次级子绕组的线圈形状大小完全相同的次级子绕组，将所述与各次级绕组的第三段次级子绕组串联的线圈的另一端a3、b3和c3作为第三组输出端。

所述第一组输出端、第二组输出端和第三组输出端分别与整流器连接，三组输出的移相角度分别为+20°、0°和-20°，且三组输出的阻抗一致，电压平衡，最后所述三组输出平衡供电给整流器部分，完成18脉冲整流。

本发明实施例提供的18脉冲移相整流变压器，通过将初级绕组分别绕制在三个铁芯柱子上，将次级绕组分成三段饼式绕制在各个初级绕组上，在所述次级绕组与初级绕组之间的一侧设置有漏磁电极，另一侧设置有气道，由此，使得本发明实施例提供的18脉冲移相整流变压器能够很好的抑制谐波，输出噪音小，具有良好的散热功能并且能够节省材料。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种18脉冲移相整流变压器，包括变压器框架和绕组，所述变压器框架包括第一铁芯柱、第二铁芯柱和第三铁芯柱，所述绕组分别包括初级绕组和次级绕组，所述初级绕组包括第一初级绕组、第二初级绕组和第三初级绕组，所述次级绕组包括第一次级绕组、第二次级绕组和第三次级绕组，其特征在于，

所述第一初级绕组、第二初级绕组和第三初级绕组分别绕在所述第一铁芯柱、第二铁芯柱和第三铁芯柱上；

所述第一次级绕组、第二次级绕组和第三次级绕组被分成三段次级子绕组后以饼式绕制方式分别绕在所述第一初级绕组、第二初级绕组和第三初级绕组上；

所述第一初级绕组与第一次级绕组之间的一侧设置有第一漏磁铁芯、所述第二初级绕组与第二次级绕组之间的一侧设置有第二漏磁铁芯以及所述第三初级绕组与第三次级绕组之间的一侧设置有第三漏磁铁芯。

2.根据权利要求1所述的18脉冲移相整流变压器，其特征在于，所述第一初级绕组与第一次级绕组之间的另一侧设置有第一气道、所述第二初级绕组与第二次级绕组之间的另一侧设置有第二气道以及所述第三初级绕组与第三次级绕组之间的另一侧设置有第三气道。

3.根据权利要求2所述的18脉冲移相整流变压器，其特征在于，所述第一气道、第二气道和第三气道分别由工字撑条撑起第一次级绕组、第二次级绕组和第三次级绕组而形成。

4.根据权利要求1所述的18脉冲移相整流变压器，其特征在于，所述第一初级绕组、第二初级绕组和第三初级绕组的首尾相连，并将每个相连的点引出的抽头作为输入端，所述第一次级绕组、第二次级绕组和第三次级绕组的第一段次级子绕组首尾相连，将每个相连的点引出串联一个与各次级子绕组的线圈形状大小完全相同的次级子绕组，将所述与各次级绕组的第一段次级子绕组串联的次级子绕组线圈的另一端作为第一组输出端，所述第一次级绕组、第二次级绕组和第三次级绕组的第二段次级子绕组首尾相连，并将每个相连的点引出的抽头作为第二组输出端，所述第一次级绕组、第二次级绕组和第三次级绕组的第三段次级子绕组首尾相连，并将每个相连的点引出串联一个与各次级子绕组的线圈形状大小完全相同的次级子绕组，将所述与各次级绕组的第三段次级子绕组串联的次级子绕组的线圈的另一端作为第三组输出端。

5.根据权利要求4所述的18脉冲移相整流变压器，其特征在于，所述第一组输出端、第二组输出端和第三组输出端采用三角形外延接法。

6.根据权利要求4所述的18脉冲移相整流变压器，其特征在于，所述第一组输出端、第二组输出端和第三组输出端的移相角度分别为+20°、0°和-20°。

7.根据权利要求1所述的18脉冲移相整流变压器，其特征在于，所述第一漏磁铁芯、第二漏磁铁芯和第三漏磁铁芯分别由硅钢片构成，所述每个硅钢片包括多个段，段之间设置有间隙，用来控制第一组输出端、第二组输出端和第三组输出端输出阻抗的大小。

8.根据权利要求7所述的18脉冲移相整流变压器，其特征在于，所述第一组输出端、第二组输出端和第三组输出端的输出阻抗一致。

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