CN108878108B - 一种逆变变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种逆变变压器，用以解决现有技术中的逆变变压器占用体积大，运行成本高，且转换效率偏低的问题。包括：原边C型铁芯与第一副边C型铁芯通过滑块连接成为第一磁路，其与第二副边C型铁芯通过滑块连接成为第二磁路；主线圈为绕在原边C型铁芯上的原边绕组，第一副线圈为绕在第一副边C型铁芯上的副边绕组，第二副线圈为绕在第二副边C型铁芯上的副边绕组；滑块在第一磁路和第二磁路之间做往复运动；第一磁路和第二磁路之间绝缘；主线圈两端连接直流电源。有益效果为解决直流电压变换为不同电压等级交流电压的问题，像交流变压器一样实现电能转换，降低成本，运行维护方便。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统直流输变电技术领域，尤其涉及一种逆变变压器。
背景技术
变压器是利用电磁感应原理，把一种电压的交流电能变换成同频率的另一种电压的交流电能，仅仅实现交流电能之间的电压转换。
目前，随着特高压技术的发展和直流输电技术的成熟应用，直流输电相比于交流输电，有着以下优点：①当输送相同功率时，直流线路造价低，架空线路杆塔结构较简单，线路走廊窄，同绝缘水平的电缆可以运行于较高的电压；②直流输电的功率和能量损耗小；③对通信干扰小；④线路稳态运行时没有电容电流，没有电抗压降,沿线电压分布较平稳,线路本身无需无功补偿；⑤直流输电线联系的两端交流系统不需要同步运行，因此可用以实现不同频率或相同频率交流系统之间的非同步联系；⑥直流输电线本身不存在交流输电固有的稳定问题，输送距离和功率也不受电力系统同步运行稳定性的限制；⑦由直流输电线互相联系的交流系统各自的短路容量不会因互联而显著增大；⑧直流输电线的功率和电流的调节控制比较容易并且迅速，可以实现各种调节、控制。如果交、直流并列运行，有助于提高交流系统的稳定性和改善整个系统的运行特性。
现有的直流输电主要由换流站(整流站和逆变站)、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装置、换流变压器、直流电抗器以及保护、控制装置等构成。其中换流站是直流输电系统的核心，它完成交流和直流之间的变换。
由此可以看出，现有完成直流输电的逆变变压器，不仅占用体积非常大，且运行成本和维护费用高昂，转换效率低。类似交流变压器原理的直流变压器在电力系统运行中并未出现。
发明内容
本发明实施例提供一种逆变变压器，用以解决现有技术中的逆变变压器占用体积大，运行成本高，且转换效率偏低的问题。
本发明实施例提供一种逆变变压器，包括：原边C型铁芯、第一副边C型铁芯、第二副边C型铁芯、滑块、主线圈、第一副线圈以及第二副线圈；
原边C型铁芯与第一副边C型铁芯通过滑块连接成为第一磁路，其与第二副边C型铁芯通过滑块连接成为第二磁路；
主线圈为绕在原边C型铁芯上的原边绕组，第一副线圈为绕在第一副边C型铁芯上的副边绕组，第二副线圈为绕在第二副边C型铁芯上的副边绕组；
滑块在第一磁路和第二磁路之间做往复运动；第一磁路和第二磁路之间绝缘；主线圈两端连接直流电源。
较佳的，直流电源为电流方向相同且大小恒定不变的直流源。
较佳的，原边C型铁芯、第一副边C型铁芯、第二副边C型铁芯以及滑块采用相同的材质制成。
较佳的，滑块在第一磁路和第二磁路之间进行往复运动使得第一磁路与第二磁路所分配的磁通随时间按照正弦规律变化。
本发明的有益效果包括：将直流电源激励的恒定磁通通过改变磁路的方法，使得另外两条磁路中的磁通随时间发生周期性变化，从而在二次绕组中感应出交变的电势解决直流电压变换为不同电压等级交流电压的问题，像交流变压器一样实现电能转换，降低成本，运行维护方便。
附图说明
图1为本发明实施例提供的逆变变压器的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种逆变变压器，以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在目前电力系统中，变压器尚不能变换直流电压，主要原因是由于直流电源在铁芯中所激励的磁通是恒定磁通，在二次侧无法产生感应电势，因此直流变压器在电力系统运行中始终未出现。
参阅图1所示，一种逆变变压器，包括：原边C型铁芯1、第一副边C型铁芯2、第二副边C型铁芯3、滑块4、主线圈5、第一副线圈6以及第二副线圈7；原边C型铁芯1与第一副边C型铁芯2通过滑块4连接成为第一磁路，其与第二副边C型铁芯3通过滑块4连接成为第二磁路；主线圈5为绕在原边C型铁芯1上的原边绕组，第一副线圈6为绕在第一副边C型铁芯2上的副边绕组，第二副线圈7为绕在第二副边C型铁芯3上的副边绕组；滑块4在第一磁路和第二磁路之间做往复运动；第一磁路和第二磁路之间绝缘；主线圈5两端连接直流电源。
其中，直流电源为电流方向相同且大小恒定不变的直流源。原边C型铁芯1、第一副边C型铁芯2、第二副边C型铁芯3以及滑块4采用相同的材质制成。滑块4在第一磁路和第二磁路之间进行往复运动使得第一磁路与第二磁路所分配的磁通随时间按照正弦规律变化。
工作原理：该逆变变压器的原边绕组加恒定的直流电压，当线圈内通有电流时，就会在线圈周围的空间形成磁场，在原边C型铁芯1中产生恒定的磁通Φ，由于铁芯的导磁性能比空气好得多，所以绝大部分磁通将在铁芯内通过，这部份磁通称为主磁通，通过与铁芯相同材质的滑块4的滑动，将原边C型铁芯1中产生的恒定磁通动态的分配或传导至第一副边C型铁芯2和第二副边C型铁芯3中。在此不考虑第一副边C型铁芯2和第二副边C型铁芯3的磁饱和问题，视第一副边C型铁芯2和第二副边C型铁芯3可以接收原边C型铁芯1中产生的最大磁通量，滑块4完全接通第一磁路时，此时第一副边C型铁芯2中的磁通Φ1达到最大值，接近原边C型铁芯1中的磁通Φ，滑块4在向第二磁路运动时，Φ1随时间减小，而第二副边C型贴行中的磁通Φ2逐渐变大，当滑块4完全接通第二磁路时，Φ1值达到最小，而Φ2达到最大，接近原边C型铁芯1中的磁通Φ；由此，在第一磁路和第二磁路中磁通减小时，副边绕组产生一个相反的电流，阻止磁通的减小，而在磁通增大时，副边绕组产生一个同向的电流，来阻止磁通的增加。在磁通减小增大的过程中，副边绕组也产生了同向和反向的电流，形成交变电流，即第一副边C型铁芯2可感应出交变电势E21，第二副边C型铁芯3可感应处交变电势E22。暂不考虑滑块4在滑动过程中磁路变换的暂态过程，当滑块4按一定规律在第一磁路和第二磁路做往复运动时，能够使得两条磁路所分配的磁通随时间按正弦规律变化。因此在二次绕组中可以感应出正弦交变电势。而滑块4的驱动问题，需要依据做往复运动的规律来做合适的选择，本发明中暂不做考虑。第一副边C型铁芯2与第二副边C型铁芯3分别形成的第一磁路和第二磁路完全绝缘，之间互不影响。
Claims (3)
1.一种逆变变压器，其特征在于，包括：原边C型铁芯、第一副边C型铁芯、第二副边C型铁芯、滑块、主线圈、第一副线圈以及第二副线圈；原边C型铁芯与第一副边C型铁芯通过滑块连接成为第一磁路，其与第二副边C型铁芯通过滑块连接成为第二磁路；
主线圈为绕在原边C型铁芯上的原边绕组，第一副线圈为绕在第一副边C型铁芯上的副边绕组，第二副线圈为绕在第二副边C型铁芯上的副边绕组；所述滑块在所述第一磁路和第二磁路之间做往复运动；所述第一磁路和所述第二磁路之间绝缘；所述主线圈两端连接直流电源；所述滑块在所述第一磁路和第二磁路之间进行往复运动使得所述第一磁路与所述第二磁路所分配的磁通随时间按照正弦规律变化。
2.如权利要求1所述的逆变变压器，其特征在于，所述直流电源为电流方向相同且大小恒定不变的直流源。
3.如权利要求1所述的逆变变压器，其特征在于，所述原边C型铁芯、所述第一副边C型铁芯、所述第二副边C型铁芯以及所述滑块采用相同的材质制成。
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