CN105185553A - 一种平衡漏感的三相饼式逆变变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种平衡漏感的三相饼式逆变变压器，包括铁芯，所述铁芯包括两个平行设置的固定件和设置在两个固定件之间的第一芯柱、第二芯柱和第三芯柱，三个芯柱依次排列设置，第一芯柱和第三芯柱设置在第二芯柱两侧；第一芯柱、第二芯柱和第三芯柱上均设置有初级线圈和次级线圈，形成ABC三相变压器；第一芯柱的初级线圈和次级线圈之间设置有补偿A相漏感的第一漏磁片，第一漏磁片设置在第一芯柱外侧；第三芯柱的初级线圈和次级线圈之间设置有补偿C相漏感的第二漏磁片，所述第二漏磁片设置在第三芯柱外侧。本发明通过在A、C两相漏磁组的两旁设置磁分路，使其低消B相漏感量超出部份，从而使三相三芯柱饼式逆变变压器三相输出漏感平衡。
Description
技术领域
本发明涉及变压器领域，尤其涉及的是一种平衡漏感的三相饼式逆变变压器。
背景技术
逆变电源广泛应用于各个行业，包括电力、通讯、工业设备、卫星通信设备、军用车载、医疗救护车、警车、船舶、太阳能及风能发电领域等。逆变是将直流电转换为交流电，通常采用PWM脉宽调制技术，由于逆变输出波形上存在相应的载波（三角波或锯齿波），而用户需要的是纯净的正弦波（或其它波形），因此，在各种逆变电源的逆变电路后端都设有LC滤波回路将载波滤除，再通过变压器变成所需要的电压值。传统的LC滤波回路是采用独立的电感与电容组合而成，也存在将电感部份集合到隔离变压器中的技术方案（即逆变变压器），从而省去了单独的电抗器。
现有技术中，由于饼式线圈结构的变压器结构自带漏感、无需设置副铁芯、便于散热、体积小、成本低廉等众多优点，饼式变压器被广范应用于单相逆变电源，例如2KVA-60KVA的单相UPS电源中。但业内基本不存在采用三相饼式变压器制作的三相逆变变压器结构，究其原因，主要是三相三芯柱变压器采用饼式结构时，其三相漏感量不一致，平衡度超出10%以上，使三相输出的电压不一致，产品稳定性十分差。这种缺陷是由三相饼式变压器的结构决定的，因为三相饼式变压器的三芯柱铁芯的三相的磁路长度不一样，中间相无论是开路电感还是短路漏感均大于左右两相。因此，当业内需要使用到饼式结构的三相逆变变压器时，只能采用三个单相变压器进行替代，而不能使用一个三相变压器。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种平衡漏感的三相饼式逆变变压器，旨在解决三相饼式逆变变压器的三相漏感量不一致的技术问题。
经研究发现，对于三芯柱ABC三相变压器结构，由于第二芯柱（中间芯柱）B相的磁路长度小于第一芯柱和第三芯柱（两个边柱）AC相的磁路长度，根据电感公式L=(4πμN2A)/Lc可知，磁路长度Lc越短则电感量L越大，这种结构导致B相无论是开路电感还是短路漏感均会大于AC相。当三芯柱ABC三相变压器结构采用饼式线圈结构时，由于饼式线圈结构为高阻抗结构，此种现象相当突出（即B相无论是开路电感还是短路漏感均会远大于AC相），甚至三相漏感平衡度会超出10%。当利用这种三相饼式线圈变压器作为逆变变压器使用时，由于逆变输出是利用变压器漏感与外接电容组成LC滤波电路，当电容C为定值时，三相漏感L相差较大，导致三相输出波形不一致，每一相输出的谐波含量也不相同，尤其当变压器带非线性负载时，该缺陷优为突出，导致三相输出负载电压幅值相差较大，无法满足逆变变压器的使用要求。
为了平衡ABC三相的漏感，本发明提出在A相和C相漏磁组的外侧设置磁分路，该磁分路是用于补偿A相和C相的漏感，具体的技术方案如下：一种平衡漏感的三相饼式逆变变压器，其中，包括铁芯，所述铁芯包括两个平行设置的固定件和设置在两个固定件之间的第一芯柱、第二芯柱和第三芯柱，三个芯柱依次排列设置，第一芯柱和第三芯柱设置在第二芯柱两侧；所述第一芯柱、第二芯柱和第三芯柱上均设置有至少一个初级线圈和次级线圈，形成ABC三相变压器；
所述第一芯柱的初级线圈和次级线圈之间设置有补偿A相漏感的第一漏磁片，所述第一漏磁片设置在第一芯柱外侧；
所述第三芯柱的初级线圈和次级线圈之间设置有补偿C相漏感的第二漏磁片，所述第二漏磁片设置在第三芯柱外侧；
还包括绝缘件，所述绝缘件设置在第一芯柱内侧、第二芯柱两侧和第三芯柱内侧，置于各芯柱的初级线圈与固定件之间、初级线圈与次级线圈之间和次级线圈与固定件之间。
实际应用中，第一漏磁片和第二漏磁片均设置有绝缘外层。
实际应用中，所述第一漏磁片和第二漏磁片均为硅钢件或铁硅件。
本发明的有益效果：本发明公开了一种平衡漏感的三相饼式逆变变压器，通过在A、C两相漏磁组的两旁设置磁分路，使其低消B相漏感量超出部份，从而使三相三芯柱饼式逆变变压器三相输出漏感平衡，使低成本的三相饼式变压器能应用于高稳定性的三相逆变电源系统中，实现三相电压、电流平衡输出。
附图说明
图1是平衡漏感的三相饼式逆变变压器的结构示意图。
图2是每相具有两个漏磁组的平衡漏感的三相饼式逆变变压器的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。
实施例1
本实施例公开了一种平衡漏感的三相饼式逆变变压器，如图1所示，包括铁芯100，该铁芯100包括两个平行设置的固定件140和设置在两个固定件140之间的第一芯柱110、第二芯柱120和第三芯柱130，三个芯柱依次排列设置，第一芯柱110和第三芯柱130设置在第二芯柱120两侧；第一芯柱110、第二芯柱120和第三芯柱130上均设置有初级线圈200和次级线圈300，形成ABC三相变压器（图1中从左到右分别对应为A相、B相和C相）。假设ABC三相漏感分别为La、Lb、Lc，根据三芯柱的铁芯100的磁路结构可知：Lb＞La=Lc，为了使ABC三相漏感一致，本实施例在A、C两相漏磁组的两旁设置磁分路，使其低消B相漏感量超出部份。
具体的，第一芯柱110的初级线圈200和次级线圈300之间设置有补偿A相漏感的第一漏磁片410，该第一漏磁片410设置在第一芯柱110外侧（具体参见图1），第一漏磁片410构成补偿A相漏感的的磁分路结构；同时，第三芯柱130的初级线圈200和次级线圈300之间设置有补偿C相漏感的第二漏磁片420，第二漏磁片420设置在第三芯柱130外侧，第二漏磁片420构成补偿C相漏感的的磁分路结构。由于第一漏磁片410和第二漏磁片420分别设置在第一芯柱110外侧和第三芯柱130外侧（不能设置在铁芯100内部，否则会同时对B相漏感进行补偿），因此并不会对B相造成任何影响。
为了进一步保证磁分路乃至整个逆变变压器结构的稳定性，本实施例中的平衡漏感的三相饼式逆变变压器还包括绝缘件500，该绝缘件500设置在第一芯柱110内侧、第二芯柱120两侧和第三芯柱130内侧，置于各芯柱的初级线圈200与固定件140之间、初级线圈200与次级线圈300之间和次级线圈300与固定件140之间。
实际应用中，为了进一步保证磁分路乃至整个逆变变压器结构的稳定性，第一漏磁片410和第二漏磁片420均设置有绝缘外层。
实际应用中，第一漏磁片410和第二漏磁片420均为硅钢件。
实施例2
本实施例的方案基本与实施例1相同，不同的是，参见图2，本实施例的平衡漏感的三相饼式逆变变压器每相具有两个漏磁组，即每一个芯柱从上到下设置有初级线圈200、次级线圈300和初级线圈200。
对比例1
本对比例基本以实施例1一致，不同的是，本对比例没有设置第一漏磁片和第二漏磁片。
对比例2
本对比例基本以实施例2一致，不同的是，本对比例没有设置第一漏磁片和第二漏磁片。
利用实施例1和对比例1公开的变压器结构生产三相干式隔离变压器产品（3KW270V/200VDyn11），分别编号为变压器1号和2号，利用实施例2和对比例2公开的公开的变压器结构生产三相干式隔离变压器（10KW175V/380VDyn11），分别编号为变压器3和4，对变压器1~4号的漏感进行测试，得到以下表格。
由上表中数据可以看出，设置了第一漏磁片410和第二漏磁片420后，可以达到平衡ABC三相漏感的技术效果。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种平衡漏感的三相饼式逆变变压器，其特征在于，包括铁芯，所述铁芯包括两个平行设置的固定件和设置在两个固定件之间的第一芯柱、第二芯柱和第三芯柱，三个芯柱依次排列设置，第一芯柱和第三芯柱设置在第二芯柱两侧；所述第一芯柱、第二芯柱和第三芯柱上均设置有至少一个初级线圈和次级线圈，形成ABC三相变压器；
所述第一芯柱的初级线圈和次级线圈之间设置有补偿A相漏感的第一漏磁片，所述第一漏磁片设置在第一芯柱外侧；
所述第三芯柱的初级线圈和次级线圈之间设置有补偿C相漏感的第二漏磁片，所述第二漏磁片设置在第三芯柱外侧；
还包括绝缘件，所述绝缘件设置在第一芯柱内侧、第二芯柱两侧和第三芯柱内侧，置于各芯柱的初级线圈与固定件之间、初级线圈与次级线圈之间和次级线圈与固定件之间。
2.根据权利要求1所述的平衡漏感的三相饼式逆变变压器，其特征在于，所述第一漏磁片和第二漏磁片均设置有绝缘外层。
3.根据权利要求1或2所述的平衡漏感的三相饼式逆变变压器，其特征在于，所述第一漏磁片和第二漏磁片均为硅钢件或铁硅件。
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