CN203325665U - 一种变频移相整流变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种变频移相整流变压器，包括铁芯和绕制在铁芯上变压器绕组，所述变压器绕组包括原边绕组和副边绕组，其中，该变压器采用三相变压器，所述副边绕组设于原边绕组的外侧，所述原边绕组沿其轴向分裂为两个或多个原边分裂绕组。该变频移相整流变压器可消除三相阻抗不匹配，从而确保该变频移相整流变压器的副边绕组能可靠、正常地向多个整流主机或功率单元供电。

Description

一种变频移相整流变压器

技术领域

本实用新型属于变压器技术领域，具体涉及一种变频移相整流变压器。 

背景技术

在工业生产中，常需要整流变压器同时向多个整流主机或功率单元供电，移相整流变压器作为变频调速装置中的隔离电源，是不可或缺的重要元件。整流变压器通过在副边采用不等的移相相数，例如15副边、18副边、24副边等，可以增加整流设备的脉波数，进而提高大功率整流设备的功率因数，防止电网中的高次谐波和过电压从网侧传递到阀侧。 

图1为现有的变频移相整流变压器的结构示意图。如图1所示，该变频移相整流变压器包括铁芯3、绕制在铁芯3上的原边绕组2和副边绕组1。由于目前该类产品的原边绕组侧仅为单支路，副边绕组侧在轴向上具有两个或两个以上的分裂绕组并且采用延边三角形接法进行移相，特别在为大功率变频移相整流机组(比如电压等级为10kV、容量在5000kVA以上的整流机组)供电时，存在如下弊端：原边绕组加电与副边绕组中的一个绕组短接时及副边绕组中的一个绕组加电而一个绕组短接时的漏磁场分布具有非对称性，不同情况下的最大磁通密度值出现在副边绕组的内径侧，并且随绕组高度位置的变化而改变，各绕组之间的短路阻抗计算值与实测值相对误差在10％以上，远大于标准要求的2％～5％，最终由于三相阻抗较高的不平衡性，不仅会影响变频器的整流单元，并且会造成整体输入三相电流的不平衡，由此对变频器的输入功率因数、输入谐波等均有较大的影响，甚至于造成整个系统瘫痪，不能正常使用。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种可消除三相阻抗不匹配的变频移相整流变压器，从而确保该变频移相整流变压器的副边绕组能可靠、正常地向多个整流主机或功率单元供电。 

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是该变频移相整流变压器包括铁芯和绕制在铁芯上的变压器绕组，所述变压器绕组包括原边绕组和副边绕组，其中，该变压器采用三相变压器，所述副边绕组设于原边绕组的外侧，所述原边绕组沿其轴向分裂为两个或多个原边分裂绕组。 

优选的是，所述副边绕组沿其轴向分裂为两个或多个副边分裂绕组并且采用延边三角形接法进行移相。 

优选的是，所述原边分裂绕组的数量与副边分裂绕组的数量相等。优选所述原边分裂绕组的数量为3个，所述副边分裂绕组的数量为3个。 

其中，所述每个副边分裂绕组包括n个小绕组，所述n个小绕组之间无交叉，各小绕组的引出线之间也无交叉，且所述n个小绕组的线电压之间的移相角度为60°/n，整流脉波数为6*n。 

其中，所述两个或多个副边分裂绕组之间相互绝缘，所述两个或多个原边分裂绕组之间相互绝缘，且两个或多个原边分裂绕组引出后并联连接。 

优选的是，所述两个或多个原边分裂绕组上各设有多个分接抽头。 

优选的是，所述铁芯采用高导磁冷轧取向硅钢片通过45°全斜七级步进叠片方式叠积。 

其中，所述原边绕组为高压绕组，副边绕组为低压绕组。 

优选的是，所述变压器绕组沿变压器器身的横向排列，所述原边绕组和副边绕组采用矩形结构。 

优选的是，该三相变压器为三相干式变压器。 

本实用新型的有益效果具体如下： 

1.由于原边绕组根据阻抗匹配要求分裂为两个或两个以上，并在引出后形成并联支路，分裂后原边绕组分裂的数量与副边绕组分裂的大组(即指副边分裂绕组)数量相对应，从而使得原边分裂绕组与副边分裂绕组间的电抗高度相同，使局部安匝趋于平衡，可有效降低因绕组结构即绕组因位置不同而造成漏抗存在差异而导致阻抗不匹配的问题。 

2.由于该变频移相整流变压器的二次线圈互相存在一个相位差，实现了输入多重化，由此可实现输出波形无谐波，大大改善了网侧的电流波形，消除了电网谐波污染，使负载下的功率因素超过0.95，避免了因无功功率引起的馈电装置、断路器和变压器超铭牌容量运行，改善了电压调节，非常适合于同步转速很低的感应电机.运用于风机和泵类设备变频调速，可以大大降低能源消耗及用电量。 

3.由于变压器的铁芯采用高导磁冷轧取向硅钢片，铁芯的叠片方式使得铁芯可选用无穿孔螺杆铁心，并采用拉板及绑扎结构进行固定，有效地降低了空载电流、激磁电流、磁滞损耗及噪声。 

4.由于变压器采用的是三相干式变压器，不用担心变压器产生渗漏油污染环境的问题，或者发生爆炸从而引起火灾安全隐患且这种结构的变压器相当于将多台调压变压器合为一体故可减少工程占地面积，而且安装更加方便，运行更加可靠，造价更加低廉。 

5.为了节约安装空间，该变频移相整流变压器的变压器绕组为横向装配或者说卧式装配，即多个变压器绕组由现有沿变压器器身的竖直方向排列改为横向排列，减小了整个变频器柜的尺寸，另外该变频移相变压器的原边绕组和副边绕组均采用矩形结构，更加有效地减小了变频器柜的尺寸，减小了轭铁长度，同时减少了硅钢片的用量，节约了变压器的制造成本，解决了因绕组通常为垂直方向布置，变压器所占的空间较大，不利于节约安装空间 的难题。 

6.由于副边绕组具有两个或两个以上的分裂绕组并且采用延边三角形接法进行移相，各副边分裂绕组之间均采用绝缘材料彼此绝缘，每个副边分裂绕组分别给变频器的功率单元供电，各独立的功率单元电压叠加一起，形成高电压输出，从而使变频器能够实现高压输入高压输出的功能，减少了变频系统中采用变压器的数量，有很好的经济效益。 

附图说明

图1是现有的变频移相整流变压器的结构示意图； 

图2是本实用新型实施例2中变频移相整流变压器的结构示意图； 

图3A是本实用新型实施例2中变频移相整流变压器的横向装配示意图； 

图3B是图3A的侧视图； 

图4A是本实用新型实施例2的变频移相整流变压器中原边绕组的接线原理图； 

图4B是本实用新型实施例2的变频移相整流变压器中副边绕组的接线原理图； 

图5为本实用新型实施例3的变频移相整流变压器中原边分裂绕组的结构示意图(带分接抽头)。 

图中：1-铁芯；2-原边绕组；3-副边绕组；4-起头；5-分接抽头。 

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。 

实施例1： 

本实施例提供一种变频移相整流变压器，包括铁芯和绕制在铁芯上的变压器绕组，所述变压器绕组包括原边绕组和副边绕组， 其中，该变压器采用三相变压器，所述副边绕组设于原边绕组的外侧，所述原边绕组沿其轴向分裂为两个或多个原边分裂绕组。 

其中，所述副边绕组沿其轴向分裂为两个或多个副边分裂绕组并且采用延边三角形接法进行移相。 

当副边绕组(即低压绕组)中的多个副边分裂绕组在轴向上依次排列时，它们各自相对于原边绕组(即高压绕组)的位置是不相同的，即每一个副边分裂绕组处在变压器漏磁场中的不同位置，其各自相对于高压绕组的阻抗是不同的，在带负载运行时会由此造成输出电压的不相等，将会在各个副边分裂绕组之间产生环流，引起环流损耗；并且，为满足各个副边分裂绕组之间的耐压需要和出线需要，在相邻两个副边分裂绕组之间存在空挡，与空挡对应的高压绕组之间将会出现不平衡安匝，不平衡安匝的出现将引起漏磁增加、损耗增加、变压器性能降低，当原边绕组采用分裂绕组时，就能解决上述全部问题。 

实施例2： 

如图2所示，本实施例中的变频移相整流变压器是一种大功率变频移相整流变压器，其电压等级为10kV级、容量在5000kVA以上。该变频移相整流变压器包括铁芯1和绕制在铁芯1上的变压器绕组，所述变压器绕组包括原边绕组2和副边绕组3。其中该移相整流变压器具体是一种三相干式变压器。 

本实施例中，所述原边绕组2为高压绕组，副边绕组3为低压绕组。 

其中，副边绕组1设于原边绕组2的外侧，所述原边绕组沿其轴向分裂为两个或多个原边分裂绕组，所述两个或多个原边分裂绕组之间设有绝缘材料，彼此按设计要求相互绝缘，且两个或多个原边分裂引出后并联连接。 

优选的是，副边绕组1沿其轴向分裂为两个或多个副边分裂绕组并且采用延边三角形接法进行移相。所述两个或多个副边分裂绕组之间设有绝缘材料，彼此按设计要求相互绝缘。 

优选的是，所述每个副边分裂绕组包括n个小绕组，所述n个小绕组之间无交叉，各小绕组的引出线之间也无交叉，且所述n个小绕组的线电压之间的移相角度为60°/n，整流脉波数为6*n。 

具体地，根据电压等级和副边分裂绕组中每个小绕组的串联个数(即级数)，一般由18、24、30、36、42、48、54脉冲系列构成多级相叠加的整流方式(其中，副边分裂绕组中小绕组个数，如3，4，5，6，7，8，9分别对应18，24，30，36，42，48，54脉冲)。 

优选所述原边分裂绕组的数量与副边分裂绕组的数量相等。 

本实施例中，所述副边绕组中副边分裂绕组的数量采用3个，相应地，所述原边绕组中原边分裂绕组的数量也为3个。 

其中，每个副边分裂绕组分别给变频器的功率单元供电，各独立的功率单元的电压叠加一起，可以形成高电压输出，从而使变频器实现高压输入高压输出的功能，减少了变频系统中采用变压器的数量，具有很好的经济效益。 

图4A为原边绕组的接线图，其中三个原边分裂绕组引出后并联连接；图4B是副边绕组所形成的延边三角形的接线图。 

本实施例中的原边绕组和副边绕组的排列方式可以使每个变压器绕组支路的磁势均匀分布，使得三相各阻抗趋于平衡，整体输入三相电流得以平衡，由此可以提高功率因数及整个整流系统的稳定性和可靠性。 

优选的是，本实施例中，所述铁芯1采用高导磁冷轧取向硅钢片，并以45°角全斜七级步进叠片方式进行叠积，并采用无穿孔绑扎结构固定，从而可以有效降低变压器的空载损耗和激磁电流。 

如图3A和3B所示，为了节约安装空间，该变频移相整流变压器中的变压器绕组采用横向装配，从而可节约空间，减小了整个变频器柜的尺寸；另外该变频移相变压器的原边绕组和副边绕组采用矩形结构，进一步减小了变频整流变压器的整体尺寸，减小了轭铁长度，同时减少了硅钢片的用量，节约了变压器的制造 成本，解决了因线圈通常为垂直方向布置，变压器所占的空间较大，不利于节约安装空间的难题。 

实施例3： 

本实施例中变频移相整流变压器与实施例2的区别在于：如图5所示，该变频移相整流变压器中，所述原边绕组中的各个原边分裂绕组上分别设有多个分接抽头5。 

本实施例中变频移相整流变压器的其他结构均与实施例2相同，这里不再赘述。 

实施例4： 

本实施例中变频移相整流变压器与实施例2的区别在于：该变频移相整流变压器是一种三相油浸式变压器。 

本实施例中变频移相整流变压器的其他结构均与实施例2相同，这里不再赘述。 

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。 

Claims (10)

1.一种变频移相整流变压器，包括铁芯和绕制在铁芯上的变压器绕组，所述变压器绕组包括原边绕组和副边绕组，其特征在于，该变压器采用三相变压器，所述副边绕组设于原边绕组的外侧，所述原边绕组沿其轴向分裂为两个或多个原边分裂绕组。

2.根据权利要求1所述的变频移相整流变压器，其特征在于，所述副边绕组沿其轴向分裂为两个或多个副边分裂绕组并且采用延边三角形接法进行移相。

3.根据权利要求2所述的变频移相整流变压器，其特征在于，所述原边分裂绕组的数量与副边分裂绕组的数量相等。

4.根据权利要求2所述的变频移相整流变压器，其特征在于，所述每个副边分裂绕组包括n个小绕组，所述n个小绕组之间无交叉，各小绕组的引出线之间也无交叉，且所述n个小绕组的线电压之间的移相角度为60°/n，整流脉波数为6*n。

5.根据权利要求2所述的变频移相整流变压器，其特征在于，所述两个或多个副边分裂绕组之间相互绝缘，所述两个或多个原边分裂绕组之间相互绝缘，且两个或多个原边分裂绕组引出后并联连接。

6.根据权利要求1所述的变频移相整流变压器，其特征在于，所述两个或多个原边分裂绕组上各设有多个分接抽头。

7.根据权利要求1-6之一所述的变频移相整流变压器，其特征在于，所述铁芯采用高导磁冷轧取向硅钢片通过45°全斜七级步进叠片方式叠积。

8.根据权利要求1-6之一所述的变频移相整流变压器，其特征在于，所述原边绕组为高压绕组，副边绕组为低压绕组。

9.根据权利要求1-6之一所述的变频移相整流变压器，其特征在于，所述变压器绕组沿变压器器身的横向排列，所述原边绕组和副边绕组采用矩形结构。

10.根据权利要求1-6之一所述的变频移相整流变压器，其特征在于，该三相变压器为三相干式变压器。

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