CN105742032A - 一种光伏变压器用双电压线圈及其绕制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光伏变压器用双电压线圈及其绕制方法，在每相线圈的铁芯上，由内向外为低压线圈、高压线圈，其中低压线圈为两个独立的低压绕组，径向排列；高压线圈为一个独立的线圈；方法为：线圈模具上好，铺绝缘纸；焊接第一低压绕组首排铜排，包覆上部用铜箔；焊接第二低压绕组首排铜排，包覆第二低压绕组下部用铜箔；第一低压绕组首排、第二低压绕组首排卡在线圈模具的槽内；开启绕线机，第一低压绕组上部用铜箔、第二低压绕组下部用铜箔同时绕制；剪断，焊接，交叉换位；焊接末排；拆下模具。本发明真正实现了高低压线圈的合绕技术，线圈数量减少一半，结构紧凑简单，提高产品电气性能，又提高了工作效率，减小变压器体积，降低生产制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏变压器的制造技术，具体的说是一种光伏变压器用双电压线圈。
背景技术
随着环境问题的日益突出，绿色发展理念是全球经济的发展方向，故太阳能光伏产业受到全世界的重视。国家发展纲要提出，要大力发展节能环保、新能源等战略性新兴产业，新能源产业重点发展太阳能热利用，目前我国已经形成了完整的太阳能光伏产业链。太阳能是一种清洁、高效、永不衰竭的新能源。在我国西部光伏发电向并网发电和与建筑结合供电的方向发展，光伏发电已由补充能源向替代能源过渡，光伏发电变压器应用前景十分广阔，光伏发电具有安全可靠、无噪声、无污染、制约少、故障率低、维护简便等优点。
光伏发电变压器，与普通变压器的区别在于，在它的低压绕组中有一个或几个绕组分成额定容量额定电压相等的几个支路，支路分别引出端子，与逆变器相连，这几个支路之间没有电的联系，仅有磁的联系。现应用较多的是双支路变压器，即两个支路的额定电压及额定容量分别相同，主要运行方式为：1)两个支路并联运行：两个低压绕组并联，高低压绕组运行；2)两个支路单独运行：任一低压绕组开路，另一低压绕组和高压绕组运行。
目前光伏发电变压器线圈的设计方案如图1所示，包括高压两个绕组，高压线圈设计采用多层线绕上下并联结构，低压两个绕组，分别为多层箔绕，两个绕组上下放置，没有电的联系，共需要4只线圈，完成光伏变压器的电能转换。这种传统的设计结构，低压两个线圈分别绕制，高压两个线圈分别绕制，线圈数量多，引线出头多，绕制时间长，生产制造工艺复杂，存在低压两个支路单独运行时，出线空磁的问题，生产制造成本高。
发明内容
针对现有技术中光伏发电变压器线圈绕制时间长，生产制造工艺复杂，低压两个支路单独运行时，出线空磁等不足，本发明要解决的技术问题是提供一种新型的光伏变压器双电压线圈结构。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
本发明一种光伏变压器用双电压线圈，在每相线圈的铁芯上，由内向外，依次为低压线圈、高压线圈，其中低压线圈为两个独立的低压绕组，径向排列；高压线圈为一个独立的线圈。
所述两个独立的低压绕组在线圈中部通过铜箔进行交叉换位。
本发明一种光伏变压器用双电压线圈的绕制方法包括以下步骤：
将线圈模具上好，铺好绝缘纸；
将第一低压绕组上部用铜箔焊接在第一低压绕组首排铜排上，第一层绝缘材料包覆在第一低压绕组上部用铜箔外侧；第二低压绕组下部用铜箔焊接在第二低压绕组首排铜排上，第一层绝缘材料包覆在第二低压绕组下部用铜箔外侧；
将焊好的第一低压绕组首排、第二低压绕组首排卡在线圈模具的槽内；
开启绕线机，使第一低压绕组上部用铜箔、第二低压绕组下部用铜箔同时绕制；
在绕制到低压线圈匝数的一半时，将第一低压绕组上部用铜箔、第二低压绕组下部用铜箔同时剪断；
将第一交叉换位用铜箔与第一低压绕组上部用铜箔和第一低压绕组下部用铜箔焊接；
第二交叉换位用铜箔与第二低压绕组下部用铜箔和第二低压绕组上部用铜箔焊接；
焊接后的第二低压绕组上部用铜箔和第一低压绕组下部用铜箔接续同时卷绕；
绕制到额定匝数后，同时剪断第二低压绕组上部用铜箔和第一低压绕组下部用铜箔；
在第二低压绕组上部用铜箔和第一低压绕组下部用铜箔的末端分别焊接末排；
拆下模具，将低压绕组整体移到高压绕线床，铺好主绝缘，直接在低压线圈上绕制高压线圈。
第一低压绕组首排、第二低压绕组首排卡在线圈模具的槽内后，用绝缘铆钉将两个铜排固定在模具上。
绕制过程中，要求两张铜箔宽度完全相同，两张铜箔绕制的长度相同，处在漏磁场的位置要严格对称。
采用一台双头绕线机、两套剪切装置、层绝缘装置以及纠偏装置，开始绕制线圈时，启动绕线机，启动纠偏装置及张力装置，纠偏采用的光电自动原理，张力的大小，根据铜箔的厚度硬度及生产制造工艺，自行选值。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.本发明真正实现了高低压线圈的合绕技术，线圈数量减少一半，引线操作工序减少一半，结构紧凑简单，各个工序装配便捷，在提高产品电气性能的基础上，提高工作效率，减小了变压器的体积，降低生产制造成本。
2.本发明采用双支路低压线圈径向排列，两支路线圈同时箔绕，在绕制线圈中部进行铜箔交叉换位，和它一起运行的高压线圈不用分段，直接多层圆筒绕制即可，绕制数量减少一半，提高了工作效率，改善变压器运行性能；
3.本发明方法中的低压绕组箔绕技术，使线圈两段无螺旋角，安匝平衡好，匝间电容大，电位梯度小，抗短路抗冲击能力强；3)低压铜箔交叉换位结构，铜箔等长，涡流损耗减小，涡流损耗值降低为传统绕制的一半。
附图说明
图1为传统光伏变压器高低压线圈结构示意图；
图2为本发明光伏变压器高低压线圈结构示意图；
图3为本发明低压径向布置同绕交叉换位匝数示意图；
图4为本发明低压径向交叉换位结构示意图图。
其中，1为第一低压绕组上部用铜箔；2为第二低压绕组下部用铜箔；3为第二低压绕组上部用铜箔；4为第一低压绕组下部用铜箔；5为第一交叉换位用铜箔；6为第二交叉换位用铜箔；7为第一低压绕组首排；8为第二低压绕组首排。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。
本发明光伏变压器用双电压线圈，在每相线圈的铁芯上，由内向外，依次为低压线圈、高压线圈，其中低压线圈为两个独立的低压绕组，径向排列；高压线圈为一个独立的线圈。如图2、3所示，两个独立的低压绕组在线圈中部通过铜箔进行交叉换位。
如图4所示，本发明光伏变压器用双电压线圈的绕制方法包括以下步骤：
将线圈模具上好，铺好绝缘纸；
将第一低压绕组上部用铜箔1焊接在第一低压绕组首排铜排上，第一层绝缘材料包覆在第一低压绕组上部用铜箔1外侧；第二低压绕组下部用铜箔2焊接在第二低压绕组首排铜排上，第一层绝缘材料包覆在第二低压绕组下部用铜箔2外侧；
将焊好的第一低压绕组首排7、第二低压绕组首排8卡在线圈模具的槽内；
开启绕线机，使第一低压绕组上部用铜箔1、第二低压绕组下部用铜箔2同时绕制；
在绕制到低压线圈匝数的一半时，将第一低压绕组上部用铜箔1、第二低压绕组下部用铜箔2同时剪断；
将第一交叉换位用铜箔与第一低压绕组上部用铜箔1和第一低压绕组下部用铜箔4焊接；
第二交叉换位用铜箔6与第二低压绕组下部用铜箔2和第二低压绕组上部用铜箔3焊接；
焊接后的第二低压绕组上部用铜箔3和第一低压绕组下部用铜箔4接续同时卷绕；
绕制到额定匝数后，同时剪断第二低压绕组上部用铜箔3和第一低压绕组下部用铜箔4；
在第二低压绕组上部用铜箔3和第一低压绕组下部用铜箔4的末端分别焊接末排；
拆下模具，将低压绕组整体移到高压绕线床，铺好主绝缘，直接在低压线圈上绕制高压线圈。
本实施例中，低压绕组采用同模径向同绕技术，在线圈中部交叉换位。第一低压绕组首排7、第二低压绕组首排8卡在线圈模具的槽内后，用绝缘铆钉将两个铜排固定在模具上，目的是绕制线圈时，铜排不位移，绝缘不磨损。
在绕制过程中，调整箔绕机的张紧装置及纠偏装置，绕线机的张力要调整恰当，铜箔绕制过程中不能偏斜，否则两个线圈的用箔长度不一致，箔绕机要具备两套纠偏装置，纠偏采用光电自动装置，快速调整任何一张绕制铜箔的端面平行度，在绕制过程中可随时进行铜箔纠偏。低压线圈在绕制到匝数一半时，铜箔分别剪断，用另一铜箔分别焊接，达到交叉换位的目的，铜箔等长，涡流损耗减小。
纠偏装置具体如何应用？因为文中提到是难点，有必要补入纠偏过程
绕制过程中，要求两张的铜箔宽度完全相同，两张铜箔绕制的长度相同，处在漏磁场的位置要严格对称，这样才能使二次负荷分配均匀，因此在绕制过程中，绕线机的张力要调整恰当，要随时纠偏，生产制造过程中，必须具备一台双头箔绕机，张力无级可调，剪切装置和层绝缘装置及纠偏装置，都具备两套，纠偏采用的是光电自动装置，可以快速调整任何一张绕制铜箔的端面平行度。开始绕制线圈，启动箔绕机，在触摸屏上，启动纠偏装置及张力装置，纠偏采用的光电自动原理，张力的大小，根据铜箔的厚度硬度及生产制造工艺，自行选值。
低压线圈由两个独立的线圈径向同时在箔绕机上绕制，在线圈中部，上下两段箔绕进行一次交叉换位，换位在箔绕机上完成，绕制完毕后，和它一起运行的高压线圈不用分段，直接在此模具上绕制高压线圈，真正实践高低压合绕技术，使之成为一个整体，线圈数量减少一半，引线操作工序减少一半，将传统的光伏变压器高压线圈设计采用上下并联结构，改为简单的多层圆筒绕制结构，提高了工作效率，改善变压器运行性能，抗短路能力增强。
本发明结构简单、紧凑，各个工序装配便捷，在提高产品电气性能的基础上，又提高了工作效率，减小了变压器的体积，降低生产制造成本。
Claims (6)
1.一种光伏变压器用双电压线圈，其特征在于：在每相线圈的铁芯上，由内向外，依次为低压线圈、高压线圈，其中低压线圈为两个独立的低压绕组，径向排列；高压线圈为一个独立的线圈。
2.按权利要求1所述的光伏变压器用双电压线圈，其特征在于：所述两个独立的低压绕组在线圈中部通过铜箔进行交叉换位。
3.一种光伏变压器用双电压线圈的绕制方法，其特征在于包括以下步骤：
将线圈模具上好，铺好绝缘纸；
将第一低压绕组上部用铜箔焊接在第一低压绕组首排铜排上，第一层绝缘材料包覆在第一低压绕组上部用铜箔外侧；第二低压绕组下部用铜箔焊接在第二低压绕组首排铜排上，第一层绝缘材料包覆在第二低压绕组下部用铜箔外侧；
将焊好的第一低压绕组首排、第二低压绕组首排卡在线圈模具的槽内；
开启绕线机，使第一低压绕组上部用铜箔、第二低压绕组下部用铜箔同时绕制；
在绕制到低压线圈匝数的一半时，将第一低压绕组上部用铜箔、第二低压绕组下部用铜箔同时剪断；
将第一交叉换位用铜箔与第一低压绕组上部用铜箔和第一低压绕组下部用铜箔焊接；
第二交叉换位用铜箔与第二低压绕组下部用铜箔和第二低压绕组上部用铜箔焊接；
焊接后的第二低压绕组上部用铜箔和第一低压绕组下部用铜箔接续同时卷绕；
绕制到额定匝数后，同时剪断第二低压绕组上部用铜箔和第一低压绕组下部用铜箔；
在第二低压绕组上部用铜箔和第一低压绕组下部用铜箔的末端分别焊接末排；
拆下模具，将低压绕组整体移到高压绕线床，铺好主绝缘，直接在低压线圈上绕制高压线圈。
4.按权利要求3所述的光伏变压器用双电压线圈的绕制方法，其特征在于：第一低压绕组首排、第二低压绕组首排卡在线圈模具的槽内后，用绝缘铆钉将两个铜排固定在模具上。
5.按权利要求3所述的光伏变压器用双电压线圈的绕制方法，其特征在于：
绕制过程中，要求两张铜箔宽度完全相同，两张铜箔绕制的长度相同，处在漏磁场的位置要严格对称。
6.按权利要求3所述的光伏变压器用双电压线圈的绕制方法，其特征在于：采用一台双头绕线机、两套剪切装置、层绝缘装置以及纠偏装置，开始绕制线圈时，启动绕线机，启动纠偏装置及张力装置，纠偏采用的光电自动原理，张力的大小，根据铜箔的厚度硬度及生产制造工艺，自行选值。
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