CN112530676B - 双铁芯变压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双铁芯变压器，所述双铁芯变压器包括主变铁芯、辅变电抗器铁芯、低压线圈、公共线圈、主变夹件、辅变夹件、穿心连接件和轴向连接件，主变铁芯和辅变电抗器铁芯的上下两端均分别通过夹件夹持，主变铁芯和辅变电抗器铁芯的上下两端均通过穿心连接件连接，轴向连接件固定连接上下设置的主变夹件和/或上下设置的辅变夹件，低压线圈围绕主变铁芯设置，辅变电抗器铁芯位于低压线圈外侧，公共线圈围绕低压线圈和辅变电抗器铁芯。本发明提供的双铁芯变压器巧妙的利用变压器和电抗器两者进行整体组合，从而使得本发明的双铁芯变压器尺寸小，生产成本低，并且安装和使用更为方便。

Description

双铁芯变压器

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种双铁芯变压器。

背景技术

变压器是用来变换交流电压、电流而传输交流电能的一种电器设备。它是根据电磁感应的原理实现电能传递的。变压器在日常生活中经常见到，我们能如此方便使用电能，变压器功不可没。因为变压器可以通过调节电能电压，减小电能在输配过程中的损失，我们使用的电能才具有如此的经济性。

变压器谐波使变压器的铜耗增加，引起局部过热、振动、噪声增大、绕组附加发热，并且，谐波电压引起的附加损耗使得变压器的磁滞及涡流损耗增加，当系统运行电压偏高或三相不对称时，励磁电流中的谐波分量增加，绝缘材料承受的电气应力增大，影响绝缘的局部放电的介质增大，对三角形连接的绕组，零序性谐波在绕组内形成环流，使绕组温度升高。非线性负载的使用，使得变压器的谐波大幅增加，为了减少谐波对变压器的影响通常加电抗器进行滤波。然而，现有的设置有电抗器的变压器存在结构复杂、尺寸大、成本较高，并且安装使用不便的不足。

发明内容

鉴于上文所提到的问题，本发明旨在提供一种双铁芯变压器，其巧妙地整合变压器和电抗器二者，从而获得尺寸显著减小，生产成本相对较低，并且安装和使用均方便的变压器。

为了实现上述目的，本发明提供了一种双铁芯变压器，所述双铁芯变压器包括主变铁芯、辅变电抗器铁芯、低压线圈、公共线圈、主变夹件、辅变夹件、穿心连接件和轴向连接件，所述主变铁芯和辅变电抗器铁芯前后并排设置，所述主变夹件和辅变夹件均包括前后设置的两个夹板，所述主变铁芯的上下两端均通过所述主变夹件夹持，所述辅变电抗器铁芯的上下两端均通过辅变夹件夹持，所述主变铁芯和辅变电抗器铁芯的上下两端均通过穿心连接件连接，所述穿心连接件同时穿过并固定连接所述主变夹件的前侧夹板、主变铁芯、主变夹件的后侧夹板、辅变夹件的前侧夹板、辅变电抗器铁芯和辅变夹件的后侧夹板，所述轴向连接件固定连接上下设置的主变夹件和/或上下设置的辅变夹件，所述低压线圈围绕所述主变铁芯设置，所述辅变电抗器铁芯位于所述低压线圈外侧，所述公共线圈围绕所述低压线圈和所述辅变电抗器铁芯。

优选地，所述主变夹件前后设置的两个夹板之间的主变铁芯为多个，所述辅变夹件前后设置的两个夹板之间的辅变电抗器铁芯为多个，所述主变铁芯和辅变电抗器铁芯的数量相同，前后并排设置的一个主变铁芯和一个辅变电抗器铁芯为一组铁芯组件，每组铁芯组件的主变铁芯和辅变电抗器铁芯的上下两端均通过穿心连接件连接，每组铁芯组件的主变铁芯均围绕设置有低压线圈，每组铁芯组件的低压线圈和辅变电抗器铁芯均围绕设置有公共线圈。

优选地，所述穿心连接件为穿心螺杆，所述穿心螺杆包覆有绝缘层，所述穿心螺杆的两端均通过绝缘垫圈防止与主变夹件或辅变夹件的夹板直接接触。

优选地，所述低压线圈与所述主变铁芯之间设置有第一撑条，所述第一撑条为L形撑条，设置在所述主变铁芯的拐角处，所述辅变电抗器铁芯与低压线圈之间设置有第二撑条，所述第二撑条为I形撑条。

优选地，所述轴向连接件为拉螺杆，位于上侧的所述主变夹件和辅变夹件的上端设置有上固定板，位于下侧的所述主变夹件和辅变夹件的下端设置有下固定板，所述上固定板和下固定板通过拉螺杆固定连接。

与上述双铁芯变压器技术构思相同，本发明还提供了一种双铁芯变压器，所述双铁芯变压器包括上铁轭、下铁轭、设置在所述上铁轭和下铁轭之间的主变芯柱、设置在所述上铁轭和下铁轭之间的辅变电抗器芯柱、围绕所述主变铁芯设置的低压线圈、公共线圈、上夹件、下夹件、穿心连接件和轴向连接件，所述主变芯柱和辅变电抗器芯柱前后并排设置，所述上夹件和下夹件均包括前后设置的两个夹板，所述上铁轭的上端通过上夹件夹持，所述下铁轭的下端通过下夹件夹持，所述上铁轭和下铁轭的上下两端均设置穿心连接件，上侧的所述穿心连接件同时穿过并固定连接所述上夹件的后侧夹板、上铁轭和上夹件的前侧夹板，下侧的所述穿心连接件同时穿过并固定连接所述下夹件的后侧夹板、下铁轭和下夹件的前侧夹板，所述轴向连接件固定连接上下设置的上夹件和下夹件，所述辅变电抗器芯柱位于所述低压线圈外侧，所述公共线圈围绕所述低压线圈和所述辅变电抗器芯柱。

优选地，所述上铁轭和下铁轭之间设置的主变芯柱和辅变电抗器芯柱均为多个，所述主变芯柱和辅变电抗器芯柱的数量相同，前后并排设置的一个主变芯柱和一个辅变电抗器芯柱为一组芯柱组件，每组芯柱组件的主变芯柱均围绕设置有低压线圈，每组芯柱组件的低压线圈和辅变电抗器芯柱均围绕设置有公共线圈。

优选地，所述低压线圈与所述主变芯柱之间设置有第一撑条，所述第一撑条为L形撑条，设置在所述主变芯柱的拐角处，所述辅变电抗器芯柱与公共线圈之间设置有第二撑条，所述第二撑条为L形撑条，设置在所述辅变电抗器芯柱的拐角处。

优选地，所述上夹件的夹板与上铁轭之间均设置有绝缘夹件，所述下夹件的夹板与下铁轭之间均设置有绝缘夹件。

优选地，所述上铁轭与辅变电抗器芯柱上端之间设置有上气道，所述上气道内填充有环氧板，所述环氧板靠近所述主变芯柱的一端延伸至所述主变芯柱。

本发明与现有技术的不同之处在于，本发明提供的双铁芯变压器通过主变夹件和辅变夹件夹持主变铁芯和辅变电抗器铁芯，并通过穿心连接件和轴向连接件将主变铁芯和辅变电抗器铁芯固定连接在一起，使得双铁芯变压器形成了一个牢固稳定、结构简单的整体。其中主变铁芯与低压线圈、公共线圈形成变压器，通过变压得到需要的电压值；辅变电抗器铁芯和公共线圈形成辅变电抗器，通过电抗器的电流可以减小对变压器激磁涌流的冲击，并同时提供一个较为稳定的电压值。基于上述布置，本发明提供的双铁芯变压器巧妙的利用变压器和电抗器两者的特点进行整合，从而显著地减小尺寸，降低了加工的成本。另外，本发明的双铁芯变压器在安装和使用方面也更为方便。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1是示出根据本发明实施方式的双铁芯变压器的结构示意图；

图2是图1所示的双铁芯变压器的俯视图；

图3是示出根据本发明另一实施方式的双铁芯变压器的结构示意图；以及

图4是图3所示的双铁芯变压器的上铁轭、下铁轭、主变芯柱和辅变电抗器芯柱的左视方向的组装结构示意图；

附图标记说明：

1-主变铁芯；2-辅变电抗器铁芯；3-低压线圈；4-公共线圈；5-主变夹件；6-辅变夹件；7-穿心连接件；8-轴向连接件；9-第一撑条；10-第二撑条；11-上固定板；12-下固定板；13-上铁轭；14-下铁轭；15-主变芯柱；16-辅变电抗器芯柱；17-上夹件；18-下夹件；19-上气道；20-下气道；21-凸块。

具体实施方式

下面将结合本公开实施方式中的附图，对本公开实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

下面结合附图来详细描述本公开的具体实施方式。

参考图1和图2，根据本发明实施例提供的双铁芯变压器可以包括主变铁芯1、辅变电抗器铁芯2、低压线圈3、公共线圈4、主变夹件5、辅变夹件6、穿心连接件7和轴向连接件8。

所述主变铁芯1和辅变电抗器铁芯2均可以包括芯柱和上、下铁轭。如图1和图2所示，所述主变铁芯1和辅变电抗器铁芯2可以前后并排设置。所述主变夹件5和辅变夹件6均可以包括前后设置的两个夹板，夹板可以采用各种硬质材料制作，例如钢板等。所述主变铁芯1的上下两端均通过所述主变夹件5夹持，主变夹件5与主变铁芯1之间可设置绝缘夹板，所述辅变电抗器铁芯2的上下两端均通过辅变夹件6夹持，辅变夹件6与辅变电抗器铁芯2之间也可以设置绝缘夹板。

进一步如图1和图2所示，主变铁芯1和辅变电抗器铁芯2的上下两端均通过穿心连接件7连接。参考图2所示，所述穿心连接件7同时穿过并固定连接所述主变夹件5的前侧夹板、主变铁芯1、主变夹件5的后侧夹板、辅变夹件6的前侧夹板、辅变电抗器铁芯2和辅变夹件6的后侧夹板。所述穿心连接件7优选为穿心螺杆，穿心螺杆包覆有绝缘层，所述穿心螺杆的两端均通过绝缘垫圈以防止与主变夹件5或辅变夹件6的夹板直接接触。穿心螺杆上可以安装螺母以固定主变夹件5和辅变夹件6。

在一个场景中，所述轴向连接件8中的“轴向”为图1中所示上下方向。所述轴向连接件8固定连接上下设置的主变夹件5，或固定连接上下设置的辅变夹件6。优选地，如图2所示，轴向连接件8可以同时固定连接上下设置的主变夹件5和上下设置的辅变夹件6。根据不同的应用场景，轴向连接件8可以采用现有的各种结构来实现主变夹件和辅变夹件的上下连接。优选地，所述轴向连接件8可以为拉螺杆，并且在位于上侧的所述主变夹件5和辅变夹件6的上端设置有上固定板11，位于下侧的所述主变夹件5和辅变夹件6的下端设置有下固定板12，所述上固定板11和下固定板12通过拉螺杆固定连接，并且上固定板11和下固定板12可以采用槽钢制作。如图2所示，低压线圈3围绕所述主变铁芯1设置，所述辅变电抗器铁芯2位于所述低压线圈3外侧，公共线圈4围绕所述低压线圈3和所述辅变电抗器铁芯2。辅变电抗器铁芯2的芯柱四周可以用环氧板进行包封。优选地，如图2所示，在低压线圈3与所述主变铁芯1之间设置有第一撑条9。所述第一撑条9可以为L形撑条，并且设置在所述主变铁芯1的拐角处。所述辅变电抗器铁芯2与低压线圈3之间设置有第二撑条10，该第二撑条10为I形撑条。通过设置第一撑条9和第二撑条10，能够使得双铁芯变压器更加稳定可靠。

上述实施方式提供的双铁芯变压器通过主变夹件5和辅变夹件6夹持主变铁芯1和辅变电抗器铁芯2，并通过穿心连接件7和轴向连接件8将主变铁芯1和辅变电抗器铁芯2固定连接在一起，形成了一个牢固稳定、结构简单的整体。根据本发明的方案，主变铁芯1与低压线圈3、公共线圈4可以形成主变变压器，并且通过变压得到需要的电压值。进一步，辅变电抗器铁芯2和公共线圈4可以形成辅变电抗器。通过该电抗器的电流可以减小对变压器激磁涌流的冲击，同时也提供了一个较为稳定的电压值。使用时，外部电源先通过辅变电抗器，再进入主变变压器的输入端，通过变压器变压，由输出端输出规定的电压。

在本发明中，所述主变夹件5前后设置的两个夹板之间的主变铁芯1可以为1个，也可以为多个。同样地，所述辅变夹件6前后设置的两个夹板之间的辅变电抗器铁芯2也可以为1个，也可以为多个，例如2个、3个、4个或更多个。在一个应用场景中，所述主变铁芯1和辅变电抗器铁芯2的数量相同，并且前后并排设置的一个主变铁芯1和一个辅变电抗器铁芯2为一组铁芯组件。每组铁芯组件的主变铁芯1和辅变电抗器铁芯2的上下两端均通过穿心连接件7连接，每组铁芯组件的主变铁芯1均围绕设置有低压线圈3，每组铁芯组件的低压线圈3和辅变电抗器铁芯2均围绕设置有公共线圈4。优选地，图1和图2中示出了具有3个主变铁芯1和3个辅变电抗器铁芯2的双铁芯变压器，即该双铁芯变压器具有3组铁芯组件。

参考图3所示，本发明的实施例还提供了另一种双铁芯变压器。如图3所示，所述双铁芯变压器可以包括上铁轭13、下铁轭14、设置在所述上铁轭13和下铁轭14之间的主变芯柱15、设置在所述上铁轭13和下铁轭14之间的辅变电抗器芯柱16、围绕所述主变铁芯1设置的低压线圈3、公共线圈4、上夹件17、下夹件18、穿心连接件7和轴向连接件8。

如图3所示，所述上铁轭13的上端通过上夹件17夹持，所述下铁轭14的下端通过下夹件18夹持。在一个应用场景中，上夹件17和下夹件18均可以包括前后设置的两个夹板，夹板可以采用各种硬质材料制作，例如钢板等。所述上夹件17的夹板与上铁轭13之间均可以设置有绝缘夹件，所述下夹件18的夹板与下铁轭14之间均可以设置有绝缘夹件。

所述上铁轭13和下铁轭14的上下两端均设置穿心连接件7，上侧的所述穿心连接件7同时穿过并固定连接所述上夹件17的后侧夹板、上铁轭13和上夹件17的前侧夹板，下侧的所述穿心连接件7同时穿过并固定连接所述下夹件18的后侧夹板、下铁轭14和下夹件18的前侧夹板。所述穿心连接件7可以选用各种连接件，优选为穿心螺杆。在该情形中，穿心螺杆包覆有绝缘层，穿心螺杆的两端均通过绝缘垫圈以防止与上夹件17或下夹件18的夹板直接接触。如图3所示，穿心螺杆上可以安装螺母以固定上夹件17和下夹件18。所述轴向连接件8固定连接上下设置的上夹件17和下夹件18，轴向连接件8可以采用现有的各种结构来实现上夹件17和下夹件18的上下连接。优选地，所述轴向连接件8为拉螺杆，拉螺杆可以通过各种方式连接上夹件17和下夹件18。例如，在上夹件17和下夹件18上穿孔，拉螺杆穿过上夹件和下夹件上的通孔后，用螺母锁紧。优选地，如图3所示，在上夹件17和下夹件18上均焊接有凸块21，拉螺杆穿过凸块21上的安装孔，以将上夹件17和下夹件18拉紧。

参考图3和图4，所述主变芯柱15和辅变电抗器芯柱16可以前后并排设置，并且所述辅变电抗器芯柱16位于所述低压线圈3外侧，所述公共线圈4围绕所述低压线圈3和所述辅变电抗器芯柱16。在一个应用场景中，辅变电抗器芯柱16的芯柱四周可以用环氧板进行包封。优选地，在低压线圈3与所述主变芯柱15之间可以设置有第一撑条9。在一种实现中，所述第一撑条9为L形撑条，设置在所述主变芯柱15的拐角处，在辅变电抗器芯柱16与公共线圈4之间设置有第二撑条10，所述第二撑条10也为L形撑条，设置在所述辅变电抗器芯柱16的拐角处。通过设置第一撑条9和第二撑条10，能够使得双铁芯变压器更加稳定可靠。

如图4所示，所述上铁轭13与辅变电抗器芯柱16上端之间设置有上气道19。所述上气道内填充有环氧板，并且环氧板靠近所述主变芯柱15的一端延伸至所述主变芯柱15，从而可以支撑上铁轭13的中间部分。在一个应用中，在辅变电抗器芯柱16的下端与下铁轭14也设置有下气道20。

在上述实施方式中，所述上铁轭13和下铁轭14之间设置的主变芯柱15和辅变电抗器芯柱16均为1个或多个，例如，2个、3个、4个，或更多个。所述主变芯柱15和辅变电抗器芯柱16的数量相同，前后并排设置的一个主变芯柱15和一个辅变电抗器芯柱16为一组芯柱组件，每组芯柱组件的主变芯柱15均可以围绕设置有低压线圈3，每组芯柱组件的低压线圈3和辅变电抗器芯柱16均围绕设置有公共线圈4。在本发明中，优选地，如图3所示，主变芯柱15和辅变电抗器芯柱16均可以为3个，即在上铁轭13和下铁轭14之间设置有3组芯柱组件。

本发明提供的双铁芯变压器将变压器与电抗器结合为一体，高压线圈共享，变压器和电抗器可同时使用，互不干扰。通过这样的组合布置，本发明的变压器既满足性能要求，尺寸也没有太多的增加(只加一个铁心)，并且可分开单独使用。

在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“顺时针”或“逆时针”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本发明的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本发明方案的限制。

另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。

虽然本说明书已经示出和描述了本发明的多个实施方式，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施方式只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本发明思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本发明的过程中，可以采用对本文所描述的本发明实施方式的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本发明的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。

Claims (4)

1.一种双铁芯变压器，其特征在于,所述双铁芯变压器包括上铁轭（13）、下铁轭（14）、设置在所述上铁轭（13）和下铁轭（14）之间的主变芯柱（15）、设置在所述上铁轭（13）和下铁轭（14）之间的辅变电抗器芯柱（16）、围绕所述主变芯柱（15）设置的低压线圈（3）、公共线圈（4）、上夹件（17）、下夹件（18）、穿心连接件（7）和轴向连接件（8），所述主变芯柱（15）和辅变电抗器芯柱（16）前后并排设置，所述上夹件（17）和下夹件（18）均包括前后设置的两个夹板，所述上铁轭（13）的上端通过上夹件（17）夹持，所述下铁轭（14）的下端通过下夹件（18）夹持，所述上铁轭（13）和下铁轭（14）的上下两端均设置穿心连接件（7），上侧的所述穿心连接件（7）同时穿过并固定连接所述上夹件（17）的后侧夹板、上铁轭（13）和上夹件（17）的前侧夹板，下侧的所述穿心连接件（7）同时穿过并固定连接所述下夹件（18）的后侧夹板、下铁轭（14）和下夹件（18）的前侧夹板，所述轴向连接件（8）固定连接上下设置的上夹件（17）和下夹件（18），所述辅变电抗器芯柱（16）位于所述低压线圈（3）外侧，所述公共线圈（4）围绕所述低压线圈（3）和所述辅变电抗器芯柱（16）；所述上铁轭（13）与所述主变芯柱（15）直接连接，所述上铁轭（13）与辅变电抗器芯柱（16）上端之间设置有上气道（19），所述上气道（19）内填充有环氧板，所述环氧板靠近所述主变芯柱（15）的一端延伸至所述主变芯柱（15）靠近所述辅变电抗器芯柱（16）的一侧。

2.根据权利要求1所述的双铁芯变压器，其特征在于，所述上铁轭（13）和下铁轭（14）之间设置的主变芯柱（15）和辅变电抗器芯柱（16）均为多个，所述主变芯柱（15）和辅变电抗器芯柱（16）的数量相同，前后并排设置的一个主变芯柱（15）和一个辅变电抗器芯柱（16）为一组芯柱组件，每组芯柱组件的主变芯柱（15）均围绕设置有低压线圈（3），每组芯柱组件的低压线圈（3）和辅变电抗器芯柱（16）均围绕设置有公共线圈（4）。

3.根据权利要求1或2所述的双铁芯变压器，其特征在于，所述低压线圈（3）与所述主变芯柱（15）之间设置有第一撑条（9），所述第一撑条（9）为L形撑条，设置在所述主变芯柱（15）的拐角处，所述辅变电抗器芯柱（16）与公共线圈（4）之间设置有第二撑条（10），所述第二撑条（10）为L形撑条，设置在所述辅变电抗器芯柱（16）的拐角处。

4.根据权利要求3所述的双铁芯变压器，其特征在于，所述上夹件（17）的夹板与上铁轭（13）之间均设置有绝缘夹件，所述下夹件（18）的夹板与下铁轭（14）之间均设置有绝缘夹件。

Images