CN108074719A - 一种18脉冲变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种18脉冲变压器，第一原边绕组、第二原边绕组和第三原边绕组首尾相连，并将每个相连的点本线引出的抽头作为原边输入端；第一副边的第一长绕组的始端与第二副边的第二短绕组的始端相连，第三副边长绕组的始端与第一副边的短绕组的始端相连；第一副边、第二副边和第三副边的短绕组各有一个抽头引出作为输出端。应用本发明，通过将三个原边绕组分别绕于三个铁芯柱上，将三个副边长绕组分别绕于三个原边绕组上，将三个副边短绕组分别绕于三个副边长绕组上，然后通过相应的连接方式，构成18脉冲整流变压器，从而使得18脉冲整流变压器能更好的降低网侧电流谐波，提高整流器功率因数。

Description

一种18脉冲变压器
技术领域
本发明涉及气体检测装置，尤其是一种气体传感器的信号放大技术领域， 特别涉及一种18脉冲变压器。
背景技术
随着我国航空电源的快速发展和传统工业电源节能高效技改需求的提出， 目前对多脉冲整流器及其自有知识产权技术的需求强而且迫切。需求来源于：1 对原有工业场合如电解、电镀、薄膜合成等大量高谐波整流装置的改造；2大型 飞机、大型运输机等新型号项目的供电需求；3为取代气动、液压系统的新增电 动系统供能；4制定与完善多脉冲整流相关技术标准的需要。与迫切需求不相适 应的是技术水平的相对落后，尤其是目前低压输出多脉冲整流技术相关研究的 欠缺，极大地阻碍了多脉冲整流技术的推广和应用。
目前国内外对于多脉冲整流技术的研究应用主要集中在高压输出场合，如115Vac转换为270V直流，或者380Vac转换为540V直流输出，相应的多脉冲 变压器多采用非隔离自耦形式。而对于低压大电流场合，如航空中28V输出的 变压整流器以及电解、电镀等应用场合，现有多脉冲整流器多存在需要加入平 衡电抗器使得系统中磁件数目较多、环流控制复杂、轻载非并联供电输出电压 偏高等问题，限制了低压大电流输出多脉冲整流技术的应用。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种18脉冲变压器，旨在通过将三个原边绕 组分别绕于三个铁芯柱上、三个副边长绕组分别绕于三个原边绕组上、三个副 边短绕组分别绕于三个副边长绕组上，然后通过相应的连接方式，构成18脉冲 整流变压器，从而使得18脉冲整流变压器能更好的降低网侧电流谐波，提高整 流器功率因数。
为达到上述目的，本发明实施例公开了一种18脉冲变压器，包括：变压器 绕组和铁芯，所述变压器绕组分别包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组包 括第一原边绕组、第二原边绕组和第三原边绕组，所述副边绕组包括第一副边 绕组、第二副边绕组和第三副边绕组；所述变压器铁芯包括上铁轭、下铁轭、 第一铁芯柱、第二铁芯柱、第三铁芯柱；所述第一原边绕组、所述第二原边绕 组和所述第三原边绕组分别绕在所述第一铁芯柱、所述第二铁芯柱和所述第三 铁芯柱上；所述第一副边绕组、所述第二副边绕组和所述第三副边绕组分别包 括一个长绕组和一个短绕组，即第一长绕组、第二长绕组和第三长绕组，第一 短绕组、第二短绕组和第三短绕组；
所述第一原边绕组、所述第二原边绕组和所述第三原边绕组首尾相连，并 将每个相连的点本线引出的抽头作为原边输入端；所述第一副边的所述第一长 绕组的始端与所述第二副边的第所述二短绕组的始端相连，所述第一副边的所 述第一长绕组的末端与所述第三副边的所述第三短绕组的末端相连；所述第二 副边的所述第二长绕组的始端与所述第三副边的所述第三短绕组的始端相连， 所述第二副边的所述第二长绕组的末端与所述第一副边的所述第一短绕组的末 端相连；所述第三副边长绕组的始端与所述第一副边的所述短绕组的始端相连， 所述第三副边的所述第三长绕组的末端与所述第二副边的所述第二短绕组的末 端相连；所述第一副边、所述第二副边和所述第三副边的长绕组各有两个抽头 引出作为输出端；所述第一副边、所述第二副边和所述第三副边的短绕组各有 一个抽头引出作为输出端。
可选的，所述第一原边绕组与所述第一铁芯柱之间，所述第二原边绕组与 所述第二铁芯柱之间，所述第三原边绕组与所述第三铁芯柱之间，分别设置有 绝缘骨架。
可选的，所述第一副边绕组与所述第一原边绕组之间、所述第二副边绕组 与所述第二原边绕组之间、所述第三副边绕组与所述第三原边绕组之间分别设 置绝缘材料。
可选的，所述第一副边绕组的所述第一长绕组与所述第一短绕组之间、所 述第二副边绕组的所述第二长绕组与所述第二短绕组之间、所述第三副边绕组 的所述第三长绕组与所述第三短绕组之间分别设置绝缘材料。
可选的，所述绝缘材料为聚防纤维纸。
可选的，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°、-20°。
可选的，所述第一铁芯柱、所述第二铁芯柱、所述第三铁芯柱及所述上铁 轭、所述下铁轭由硅钢片卷绕而成。
可选的，所述第一输出端、所述第二输出端和所述第三输出端的输出直流 电阻一致。
应用本发明实施例，输入(原边)/输出(副边)隔离，原边是一个三角形 结构绕组、副边为P(polygon)型绕组结构。原边绕组三角形联结于主三相电 压，副边P型绕组用于移相产生另外三组三相电压。两组辅三相电压(Va”,Vb”,Vc”) 与(Va',Vb',Vc')分别超前与滞后于输入电压36.9°。
附图说明
图1为本发明提供的18脉冲变压器的结构示意图；
图2是副边P型绕组结构图；
图3是脉冲变压器匝比图；
图4是脉冲变压器绕组图；
图5是铁芯图；
图6是骨架图；
图7是贴心的结构示意图；
图8是变压器绕组引出示意图；
图9是18个线电压矢量图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
实施例：
图1为本发明提供的一种18脉冲变压器的结构示意图，本发明涉及一种 10kW低压大电流输出18脉冲变压器，主要应用于输入三相三线115Vac/400Hz、 输出低压大电流(28V/360A)的18脉冲整流电路中，以降低网侧电流谐波，提 高整流器功率因数。主要特征为：输入/输出隔离，原边是一个三角形结构绕组、 副边为P(polygon)型绕组结构。原边绕组三角形联结于主三相电压，副边P 型绕组用于移相产生另外三组三相电压。两组辅三相电压(Va”,Vb”,Vc”)与 (Va',Vb',Vc')分别超前与滞后于输入电压36.9°。主三相电压供电主整流桥(第一 整流桥)，两组辅三相电压分别供电两组辅整流桥(第二整流桥和第三整流桥)， 整流桥输出直接并联输出到负载。
如前面所述，副边P型绕组产生了三组三相电压，以及18个线电压矢量。 副边P型绕组如以及图8所示的变压器绕组所示，对应的主电压、超前和滞后 电压矢量移相角为36.9°，合成18个线电压矢量，参见图9。
本发明涉及的10kW低压大电流输出18脉冲变压器隔离变压器铁芯使用日 本新日铁0.2mm硅钢带，铁心型号40×40×80，窗口宽高：50×80；绕组各匝 比如图3所示；线径标称直径2.12mm铜漆包线，10*2.8mm铜扁线2股并绕， 变压器绕组图如图4所示。
本发明涉及的10kW低压大电流输出18脉冲变压器隔离变压器铁芯使用日 本新日铁0.2mm硅钢带，其叠片系数为0.89，铁芯有效截面积14.24cm2，铁芯 的尺寸为(厚×宽×高)：40×40×80(mm)，窗口(宽×高)为：50×80(mm)。 如图5和图6所示：
线圈骨架内径为(长×宽×高)：41×41.5×78
线圈骨架外径为(长×宽×高)：45×45.5×78
骨架厚为2mm
线圈绕制方法(A相)：
底层绝缘及层间绝缘：用聚芳纤维纸NOMEX的0.13×78mm的两层绝缘；
原边绕组绕制：用QZ-2/200的2.12漆包线绕制，共73匝，绕线宽度74mm， 分三层绕制，每层绕制25匝，引出线序号为：a0-x5
组间绝缘及层间绝缘：用聚芳纤维纸NOMEX的0.13×78mm的两层绝缘；
副边长绕组绕制：用Q(ZY/XY)B-2的2.8×10两根扁铜线并绕，共7匝， 绕线宽度74mm，分三层绕制，在2匝和5匝处分别引出两个中抽，引出线序号 为：x3-b’-c”-x4
组间绝缘：用聚芳纤维纸NOMEX0.13×78mm两层绝缘；
副边短绕组绕制：用Q(ZY/XY)B-22.8×10两根扁铜线并绕，共2匝， 绕线宽度74mm，共一层，在1匝处引出一个中抽，引出线序号为：x1-a-x2
外包绝缘：用聚芳纤维纸NOMEX0.13×78mm两层绝缘。
同上方法可以绕制出B相和C相，引出线序号见图4(18脉冲变压器匝比 图)
将A相、B相、C相共三只线圈分别装入铁芯内，按图3(18脉冲变压器 匝比图)连线，对应的贴心结构示意图如图7所示，第一铁芯柱、上铁轭、第 二铁芯柱、第三铁芯柱以及下铁轭的结构示意图。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相 似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。 尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较 简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤 是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，程序可以存储于计算机可读取存储 介质中，这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。 凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在 本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种18脉冲变压器，其特征在于，包括：变压器绕组和铁芯，所述变压器绕组分别包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组包括第一原边绕组、第二原边绕组和第三原边绕组，所述副边绕组包括第一副边绕组、第二副边绕组和第三副边绕组；所述变压器铁芯包括上铁轭、下铁轭、第一铁芯柱、第二铁芯柱、第三铁芯柱；所述第一原边绕组、所述第二原边绕组和所述第三原边绕组分别绕在所述第一铁芯柱、所述第二铁芯柱和所述第三铁芯柱上；所述第一副边绕组、所述第二副边绕组和所述第三副边绕组分别包括一个长绕组和一个短绕组，即第一长绕组、第二长绕组和第三长绕组，第一短绕组、第二短绕组和第三短绕组；
所述第一原边绕组、所述第二原边绕组和所述第三原边绕组首尾相连，并将每个相连的点本线引出的抽头作为原边输入端；所述第一副边的所述第一长绕组的始端与所述第二副边的第所述二短绕组的始端相连，所述第一副边的所述第一长绕组的末端与所述第三副边的所述第三短绕组的末端相连；所述第二副边的所述第二长绕组的始端与所述第三副边的所述第三短绕组的始端相连，所述第二副边的所述第二长绕组的末端与所述第一副边的所述第一短绕组的末端相连；所述第三副边长绕组的始端与所述第一副边的所述短绕组的始端相连，所述第三副边的所述第三长绕组的末端与所述第二副边的所述第二短绕组的末端相连；所述第一副边、所述第二副边和所述第三副边的长绕组各有两个抽头引出作为输出端；所述第一副边、所述第二副边和所述第三副边的短绕组各有一个抽头引出作为输出端。
2.根据权利要求1所述的18脉冲变压器，其特征在于，所述第一原边绕组与所述第一铁芯柱之间，所述第二原边绕组与所述第二铁芯柱之间，所述第三原边绕组与所述第三铁芯柱之间，分别设置有绝缘骨架。
3.根据权利要求1所述的18脉冲变压器，其特征在于，所述第一副边绕组与所述第一原边绕组之间、所述第二副边绕组与所述第二原边绕组之间、所述第三副边绕组与所述第三原边绕组之间分别设置绝缘材料。
4.根据权利要求1所述的18脉冲变压器，其特征在于，所述第一副边绕组的所述第一长绕组与所述第一短绕组之间、所述第二副边绕组的所述第二长绕组与所述第二短绕组之间、所述第三副边绕组的所述第三长绕组与所述第三短绕组之间分别设置绝缘材料。
5.根据权利要求3或4所述的18脉冲变压器，其特征在于，所述绝缘材料为聚防纤维纸。
6.根据权利要求1所述的18脉冲变压器，其特征在于，所述第一铁芯柱、所述第二铁芯柱、所述第三铁芯柱及所述上铁轭、所述下铁轭由硅钢片卷绕而成。
7.根据权利要求1所述的18脉冲变压器，其特征在于，所述第一输出端、所述第二输出端和所述第三输出端的输出直流电阻一致。
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