CN105448506A - 三倍频变压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三倍频变压器，包括铁芯和绕组，所述铁芯包括第一横轭、第二横轭、第三横轭、第四横轭、第一立柱以及第二立柱，所述第一立柱以及第二立柱平行且正对，所述第一横轭、第二横轭、第三横轭、第四横轭的两端均分别垂直连接于所述第一立柱以及第二立柱上，所述绕组包括A相绕组、B相绕组以及C相绕组，所述A相绕组绕置于所述第一立柱以及第二立柱位于所述第一横轭和所述第二横轭之间的部分，所述B相绕组绕置于所述第一立柱以及第二立柱位于所述第二横轭和所述第三横轭之间的部分，所述C相绕组绕置于所述第一立柱以及第二立柱位于所述第三横轭和所述第四横轭之间的部分。本发明具有节约成本减小尺寸的有益效果。

Description

三倍频变压器

技术领域

本发明涉及电子器件领域，特别是涉及一种三倍频变压器。

背景技术

根据国家试验标准，对变压器及电压互感器的感应测试需要采用2～3倍的额定电压，但变压器不能直接将同频率的高电压加于绕组，解决的办法是将测试电压的频率提升，以避免铁芯饱和。因此，三倍频变压器便得到了广泛应用。

三倍频变压器是利用铁磁材料的非线性及饱和特性以及绕组的特殊连接从而使变压器产生非富的三次谐波，利用三次谐波形成三倍频电压。三次谐波在三相制中矢量是相同的，在三芯柱铁芯中当初级接成星形接法零线不引出时，三次谐波在铁芯中不能形成通路，会向四周发散，经油箱、机箱、空气等介质形成通路，在变压器次级线圈中无法感应出三倍频电压。因以，三倍频变压器不能使用三相三芯柱结构，而常采用三个单相变压器组成，且需要三相磁路长度相等。采用三个单相变压器组成一个三倍频变压器无疑会使产品成本上升和体积增大。

因此，现有技术存在缺陷，亟需改进，

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种改进的三倍频变压器。

本发明解决技术问题采用的技术手段是：提供一种三倍频变压器，包括铁芯和绕组，所述铁芯包括第一横轭、第二横轭、第三横轭、第四横轭、第一立柱以及第二立柱，所述第一立柱以及第二立柱平行且正对，所述第一横轭、第二横轭、第三横轭、第四横轭的两端均分别垂直连接于所述第一立柱以及第二立柱上，所述绕组包括A相绕组、B相绕组以及C相绕组，所述A相绕组绕置于所述第一立柱以及第二立柱位于所述第一横轭和所述第二横轭之间的部分，所述B相绕组绕置于所述第一立柱以及第二立柱位于所述第二横轭和所述第三横轭之间的部分，所述C相绕组绕置于所述第一立柱以及第二立柱位于所述第三横轭和所述第四横轭之间的部分；

所述A相绕组、B相绕组以及C相绕组的内部的初级侧并联，所述A相绕组、B相绕组以及C相绕组的内部的次级侧并联；所述A相绕组、B相绕组以及C相绕组的外部的初级侧采用星形接法，所述A相绕组、B相绕组以及C相绕组的外部的次级侧采用开口三角形接法，在该开口处为次级输出端。

在本发明提供的一种三倍频变压器中，所述第一横轭、所述第二横轭、所述第三横轭以及所述第四横轭依次间隔相等距离。

在本发明提供的一种三倍频变压器中，所述第一横轭、所述第二横轭、所述第三横轭以及所述第四横轭的横截面积相等。

在本发明提供的一种三倍频变压器中，所述第二横轭上同时流过流向相同的磁通ΦA与ΦB，其磁通合成量ΦA+ΦB=ΦA或ΦB；所述第三横轭上同时流过流向相同的磁通ΦB与ΦC，其磁通合成量ΦB+ΦC=ΦB或ΦC。

在本发明提供的一种三倍频变压器中，所述A相绕组与C相绕组的绕向相同，且与所述B相绕组绕向相反。

实施本发明提供的一种三倍频变压器具有以下有益效果：

现有的三倍频变压器采用三个单相铁芯组成，若每个铁芯均为“口”字型，则需要3个“口”字型铁芯，若将三个“口”字型铁芯重叠放置，需要2个立柱以及6个横轭，而本发明所采用的“目”字型铁芯为4个横轭，相比之下，本发明省掉了2个横轭，因此，本发明具有节约成本减小尺寸的有益效果。

附图说明

图1为本发明一优选实施例中的三倍频变压器的接线图；

图2为本发明一优选实施例中的第二横轭100B以及第三横轭100C的磁通合成图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1示出了本发明一优选实施例中三倍频变压器的接线图，该三倍频变压器包括呈“目”字型的铁芯100和绕组200，其中，该铁芯100包括第一横轭100A、第二横轭100B、第三横轭100C、第四横轭100D、第一立柱100E以及第二立柱100F。该第一立柱100E以及第二立柱100F平行且正对的设置，该第一横轭100A、第二横轭100B、第三横轭100C以及第四横轭100D的两端分别垂直连接于该第一横轭100A、第二横轭100B之间，该第一横轭100A、第二横轭100B、第三横轭100C以及第四横轭100D相互平行且正对，且均依次间隔一定的距离。

所述绕组200包括A相绕组、B相绕组以及C相绕组，所述A相绕组绕置于所述第一立柱100E以及第二立柱100F位于所述第一横轭100A和所述第二横轭100B之间的部分，所述B相绕组绕置于所述第一立柱100E以及第二立柱100F位于所述第二横轭100B和所述第三横轭100C之间的部分，所述C相绕组绕置于所述第一立柱100E以及第二立柱100F位于所述第三横轭100C和所述第四横轭100D之间的部分；

具体地，其中A相绕组包括A相初级绕组203以及A相次级绕组为201，B相绕组包括B相初级绕组207以及B相次级绕组205，C相绕组包括C相初级绕组211以及C相次级绕组为209；所述A相绕组、B相绕组以及C相绕组的内部的初级侧并联，所述A相绕组、B相绕组以及C相绕组的内部的次级侧并联；所述A相绕组、B相绕组以及C相绕组的外部的初级侧采用星形接法，所述A相绕组、B相绕组以及C相绕组的外部的次级侧采用开口三角形接法，在该开口ab处为次级输出端，可输出三倍频电压。

所述B相绕组与A相绕组以及C相绕组绕向相反，具体的，A相绕组的A相初级绕组为203以及A相次级绕组为201均采用正方向绕制，A相磁通ΦA方向为顺时针；B相绕组的B相初级绕组207以及B相次级绕组205，B相磁通ΦB的方向为逆时针；C线圈的C相初级绕组211以及C相次级绕组为209采用正方向绕制，C相磁通ΦC的方向为顺时针。

图2为第二横轭100B以及第三横轭100C的磁通合成图，在中间的第二横轭100B上同时流过ΦA与ΦB，由绕向可知，其磁通流向相同，根据其矢量图可知，其磁通合成量ΦA+ΦB=ΦA或ΦB。同理，在第三横轭100C上同时流过ΦB与ΦC，流向相同，根据其矢量图可知，其磁通合成量ΦB+ΦC=ΦB或ΦC。因此，第二横轭100B以及第三横轭100C截面积可减小与至其它横轭或第一立柱100E以及第二立柱100F相等截面积。第一横轭100A、第二横轭100B、第三横轭100C、第四横轭100D、第一立柱100E以及第二立柱100F的横截面积相等

优选地，第一横轭100A、第二横轭100B、第三横轭100C、第四横轭100D依次间隔相等距离。

现有的三倍频变压器采用三个单相铁芯组成，若每个铁芯均为“口”字型，则需要3个“口”字型铁芯，若将三个“口”字型铁芯重叠放置，需要2个立柱以及6个横轭，而本发明所采用的“目”字型铁芯为4个横轭，相比之下，本发明省掉了2个横轭，因此，本发明具有节约成本减小尺寸的有益效果。

可以理解地，由于三倍频变压器工作在铁芯磁通饱和段，此时可产生丰富的3次谐波，由于初级零线不引出，3次谐波在初级侧无法流通，会感应到次级端，经由次级输出。所述A相绕组、B相绕组以及C相绕组三相每一相的磁路长度相同、铁芯截面积相同、线圈结构相同，每一相所感应的3次谐波电压相等。

应当说明的是，本发明的各个实施例的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域的技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种三倍频变压器，其特征在于，包括铁芯和绕组，所述铁芯包括第一横轭、第二横轭、第三横轭、第四横轭、第一立柱以及第二立柱，所述第一立柱以及第二立柱平行且正对，所述第一横轭、第二横轭、第三横轭、第四横轭的两端均分别垂直连接于所述第一立柱以及第二立柱上，所述绕组包括A相绕组、B相绕组以及C相绕组，所述A相绕组绕置于所述第一立柱以及第二立柱位于所述第一横轭和所述第二横轭之间的部分，所述B相绕组绕置于所述第一立柱以及第二立柱位于所述第二横轭和所述第三横轭之间的部分，所述C相绕组绕置于所述第一立柱以及第二立柱位于所述第三横轭和所述第四横轭之间的部分；

所述A相绕组、B相绕组以及C相绕组的内部的初级侧并联，所述A相绕组、B相绕组以及C相绕组的内部的次级侧并联；所述A相绕组、B相绕组以及C相绕组的外部的初级侧采用星形接法，所述A相绕组、B相绕组以及C相绕组的外部的次级侧采用开口三角形接法，在该开口处为次级输出端。

2.根据权利要求1所述的一种三倍频变压器，其特征在于，所述第一横轭、所述第二横轭、所述第三横轭以及所述第四横轭依次间隔相等距离。

3.根据权利要求2所述的一种三倍频变压器，其特征在于，所述第一横轭、所述第二横轭、所述第三横轭以及所述第四横轭的横截面积相等。

4.根据权利要求1所述的一种三倍频变压器，其特征在于，所述第二横轭上同时流过流向相同的磁通ΦA与ΦB，其磁通合成量ΦA+ΦB=ΦA或ΦB；所述第三横轭上同时流过流向相同的磁通ΦB与ΦC，其磁通合成量ΦB+ΦC=ΦB或ΦC。

5.根据权利要求4所述的一种三倍频变压器，其特征在于，所述A相绕组与C相绕组的绕向相同，且与所述B相绕组绕向相反。