CN2039451U

CN2039451U - 三相平衡单相恒流变压器

Info

Publication number: CN2039451U
Application number: CN 88217746
Authority: CN
Inventors: 崔振吉; 陈叔涛; 龙惊生; 陈秋凤; 毛雪荣; 黄克惠; 顾之道
Original assignee: Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
Current assignee: Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
Priority date: 1988-12-02
Filing date: 1988-12-02
Publication date: 1989-06-14

Abstract

一种三相平衡单相恒流变压器，用于需要单相大电流的设备或装置上。其结构特征是三个与下铁轭连成一体的铁柱与上铁轭之间有气隙δ，三个容量相等的谐振电容器C_a、C_b、C_C与变压器T_t的三个一次绕组L_a、L_b、L_C串联相接，变压器T_t的三个二次绕组aa′、bb′、cc′中间有二条导线连接，次级绕组呈L形排列。变压器三相输入平衡，单相输出，电流恒定，具有功率因数高，效率高，省时省电，造价低，对电网无冲击作用不怕短路，使用方便等优点。

Description

本实用新型属于电源变压器，是一种用于要求单相大电流的设备或装置上，输入三相平衡，输出单相的恒流变压器。

已有的单相变压器，如ZUDG－2型（江苏太仓变压器厂生产的）或HDJ型单相变压器，是由上铁轭、下铁轭和两只铁柱连成一体含有一个窗口的框形闭合铁芯以及绕在它上面的一次和二次绕组所组成，如图1所示。电源输入是A、B、C三相，其中A、B两相接于变压器Ta的输入端，C相外接假负载。当用在不锈钢退火装置上，其C相接入平衡电容器Xc和平衡电抗器Lc，才能使A、B、C三相平衡，如图2所示，这种结构存在不少缺点：

1、造价较高，从图2的线路中，可以看出需要增加不少元件，如平衡电容器，平衡电抗器，补偿电容器Qc限流电抗器Ql。

2、空耗较大。它为了使得A、B、C三相平衡，其中一相上需要接入假负载，在假负载上的耗电，纯碎是无用功。

3、技术较为复杂。除了为了达到三相平衡，其中一相需要接入与变压器Ta相应的假负载外，就变压器Ta本身还要考虑初级并联补偿电容器Qc，次级需要与负载R串联的限流电抗器Ql。

4.这种电路（如图2所示）呈感性，功率因数较低，cosφ≤0.4。

本实用新型的目的就是为了克服上述缺点，发明一种输入三相平衡、输出为单相且电流大的恒流变压器。

为了便于叙述本实用新型的技术特征，下面先对附图进行说明。

图1，ZUDG－2型单相变压器结构示意图。

1－一次绕组，2－上铁轭，3－铁柱，4－二次绕组，5－下铁轭，5－窗口。

图2，ZUDG－2型单相变压器用于不锈钢退火装置的简单线路图

图中A、B、C为三相电源输入端，Ta为ZUDG－2型单相变压器，Xc为平衡电容器，Lc为平衡电抗器，Qc为补偿电容器，Ql为限流电抗器，R为负载，（在此例中为需退火的不锈钢件）。

图3，三相平衡单相恒流变压器结构示意图。

7－硬木夹板，8－气隙δ，9－夹紧螺丝，10－拉紧螺丝。

图4，三相平衡单相恒流变压器一次绕组的结构示意图。

图中A、B、C为三相电源的三相接点，Ca、Cb、Cc、为三个容量相等的谐振电容器，A1、B1、C1为三个一次绕组是的始端，也是三个谐振电容器与三个一次绕组的串联接点，X、Y、Z分别为三个一次绕组的末端。

图5，三相平衡单相恒流变压器二次绕组的结构示意图。

图中，a、b、c三点分别为三个二次绕组的始端。a′、b′、c′三点分别为三个二次绕组的末端。a′b和b′c′为二条连接导线。a、c二点也是该变压器的次级单相输出端。

图6，三相平衡单相恒流变压器简单线路图Ⅰ。

从三相电源A、B、C开始，经过三个谐振电容器Ca、Cb、Cc分别串接于三相平衡单相恒流变压器Tt的三个一次绕组La、Lb、Lc的始端A1、B1、C1三点，使变压器Tt的初级呈星形丫。aa′、bb′、cc′三个二次绕组经二条导线a′b和b′c′连接，使其变压器Tt的次级连成ム形，全部线路为丫／ム形。R为负载。

图7，三相平衡单相恒流变压器简单线路图Ⅱ。

三相电源A、B、C为起点，经过三个谐振电容器Ca、Cb、Cc分别串接于变压器Tt三个一次绕组的始端A1、B1、C1，使变压器Tt的初级连成三角形△，变压器Tt的次级与图6所示相同，全部线路为△／ム形。

图8，三相平衡单相恒流变压器用于不锈钢退火装置的简单图解。

K为变压器Tt的初级开关。

R为退火的不锈钢备件。

本实用新型的变压器Tt是由上铁轭、铁柱、下铁轭、绕组和电容器所组成。其特征在于三个与下铁轭连成一体的铁柱与上铁轭之间有气隙δ，如图3所示；三个容量相等的谐振电容器Ca、Cb、Cc与变压器Tt的三个一次绕组La、Lb、Lc串联，如图4、6、7所示；变压器Tt的三个二次绕组aa′、bb′、cc′中间有二条导线连接，三个次级绕组呈ム形排列，如图5、6、7所示。

上面所说的气隙δ8如图3所示，它位于带有夹紧螺丝9的硬木夹板支撑的上铁轭2与三个铁柱3之间。拉紧螺丝10可以调节气隙δ的大小。当改变气隙δ的大小时，变压器Tt的一次绕组La、Lb、和Lc的电感量也随之变化，则谐振回路的电流也相应地变化。换句话说，气隙δ的值取决于变压器Tt的绕组匝数，谐振电容器Ca、Cb、Cc的容量和铁芯的磁通量密度。通常符合下面公式：

δ＝1.26W·Ic／B

其中δ－气隙，W－绕组匝数，Ic－电流，B－磁通量密度（高斯）。

本实用新型的变压器Tt三个一次绕组La、Lb、Lc分别与三个容量相等的谐振电容器Ca、Cb、Cc串联，接入三相电源A、B、C、通常有两种连接形式，一种是连成星形Y，如图6所示。一种是连成三角形△，如图7所示。无论初级是星形Y或者是三角形△，在本新型变压器Tt中、初级都是相同的。

本新型变压器Tt有三个二次绕组aa′、bb′、cc′，如图5所示。当三个绕组aa′、bb′、cc′的线圈方向都是顺时针或者都是逆时针时，两条导线的连接位置是在aa′绕组的末端a′与bb′绕组的始端b之间、称为a′b线，另一条导线的位置是在bb′绕组的末端b′和cc′绕组的末端c′之间、称为b′c′线。

当三个绕组aa′、bb′、cc′中有两个绕组如aa′和bb′是顺时针或者是逆时针时，而另外一个绕组与这两个绕组的方向相反，是逆时针或者顺时针，这时两条导线的位置是在a′b′线和bc线或者ab线和b′c′。

综上所述，二条导线的连接位置由三个二次绕组的线圈方向而定。

确定二条导线位置的原则是：三个二次绕组以二条导线连接后，变压器的次级绕组呈ム形排列。

本实用新型的优点：

1、使用本新型变压器，初级三个绕组串接三个容量相等的电容器，三相达到平衡、没有空相，也就无需外接假负载，省去平衡电容器和平衡电抗器，使成本降低。

2、比较省电。因为没有空相，不要假负载，也就没有在假负载上空耗电的问题。

3、本新型变压器为恒流变压器，功率因数高，cosφ＞0.86。

4、变压器输出两端的电压可以随负载的阻值变化而变化，电流恒定不变、对电网无冲击作用，具有“功率自动跟综”效应。

5、变压器的输出不怕短路，使用方便。

6、使用本实用新型变压器加热时，具有“电流加速”和“电阻加速”效应，缩短加热时间，效率高，节省电能。

实施例如图3、4、5、6和8所示。

谐振电容器Ca＝Cb＝Cc＝7000μF（微法），气隙δ＝ 1.1mm（毫米），三相电压380V（伏），变压器的绕组：高压层是29匝，低压层是4匝，恒定电流I＝10000安培。用于不锈钢管的腿火装置上如图8所示，电压可以随管子的长短，粗细的变化而变化，电流始终恒定在10000安培上。因此加热速度快。造价可以节省10～15％，功率因数cosφ＝0.86，每台变压器加热钢材按日产量二吨计算，每年每台可以省电三十万度。

Claims

1、一种用于要求单相大电流的设备或装置上的三相平衡单相恒流变压器，由上铁轭、铁柱、下铁轭、绕组和电容器组成，其特征在于三个与下铁轭连成一体的铁柱与带有夹紧螺丝的硬木夹板支撑的上铁轭之间有一个能用拉紧螺丝调节大小的气隙δ，三个容量相等的谐振电容器Ca、Cb、Cc与变压器Tt的三个一次绕组La、Lb、Lc串联，变压器Tt的三个二次绕组aa′、bb′、cc′中间有二条导线连接，三个次级绕组呈

形排列。