CN204857398U - 内置滤波电抗器的非晶变压器 - Google Patents

Abstract

内置滤波电抗器的非晶变压器，包括上、下夹件，定位在它们之间的三组组合线圈、非晶主铁芯和硅钢片副铁芯；上、下夹件之间通过连接件连接，硅钢片副铁芯包括上、下铁扼和设置在上、下铁扼之间的三个副铁芯柱，上、下铁扼分别定位在上、下夹件上；组合线圈包括有次级绕组与初级绕组，组合线圈中设置有左、右布置的主、副窗口，主窗口位于次级绕组与初级绕组共同环绕的空间中，而副窗口位于次级绕组与初级绕组之间的空间中；一个副窗口中设置一个副铁芯柱，副铁芯柱由绕组的绕制力和绝缘漆的黏结力定位在副窗口中，上、下铁扼与副铁芯柱分别浸漆后再组装在一起并且上、下铁扼分别从上、下两个方向夹紧三个副铁芯柱，三个副铁芯柱具有大致相同的水平高度和水平底度，上、下铁扼与副铁芯柱之间设置黏胶层，上、下夹件与组合线圈之间设置有绝缘隔板；非晶主铁芯穿过主窗口挂装到组合线圈上，非晶主铁芯位于硅钢片副铁芯的侧边。由于本实用新型具有上述特点和优点，为此可以应用到内置滤波电抗器的变压器产品中。

Description

内置滤波电抗器的非晶变压器

技术领域

本发明涉及一种内置滤波电抗器的变压器。

背景技术

例如传统的太阳能逆变器系统中通常由一个逆变器、一个独立的滤波电抗器和一个独立的隔离变压器等组成。但是，由于电抗器和变压器都是相互独立的结构，在逆变器内部单独安装占用逆变器柜体很大的空间，不利于逆变器柜体内空间的有效利用。另外，独立的电抗器和变压器总损耗大，电能转换效率低，且更浪费材料，成本高。且两个逆变器同时并联运行时就需要两个逆变器、两个独立电抗器，和两个独立隔离变压器才能运行，在电抗器及变压器上花费的成本太高。为此本发明人曾经提出了申请号为201320872449.8，名称为一种内置滤波电抗器的变压器，包括变压器主铁芯及设置在所述主铁芯上的初级低压绕组和次级高压绕组，所述初级低压绕组环绕在所述次级高压绕组的外侧；其特征在于，在所述初级低压绕组和次级高压绕组之间还设置有辅助铁芯，所述初级低压绕组穿过所述辅助铁芯的铁芯窗口。该变压器的结构较好地解决了更小体积、更高的电能转换效率和更低成本的内置滤波电抗器的变压器的问题，但是该种变压器的空载损耗非常之高。

发明内容

本发明的目的不仅在于提供一种更小体积、更高的电能转换效率、更低成本的内置滤波电抗器的变压器，且能够大大减低变压器的空载损耗。

在现有技术中，非晶变压器已经得到了长足的发展和应用，其主要的特点在于空载损耗低，但在大型电抗器产品中一般不会采用非晶铁芯，理由是大型的电抗器铁芯需要稳定的气隙为此需要用力紧固定位其铁芯，然而非晶铁芯却不能任何承受外力。为此本发明试图将非晶铁芯的变压器引入到内置滤波电抗器的变压器产品中，从而在满足硅钢片制作的电抗器电抗性能的同时又能降低非晶变压器的空载损耗，从而提高内置滤波电抗器的变压器产品的效能。但是在这种应用中，表面上仅仅是变压器铁芯的材料替换，但是在这种材料替换中我们发现几个非常难以调和的矛盾：（1）由于作为变压器铁芯的非晶铁芯本身不能承受应力但又需要可靠地定位，但是位于其侧边的副铁芯又需要上下夹紧其铁芯从而控制其气隙并控制气隙在运输、使用中可能出现的变化，为此在应用同一上、下夹件同时夹紧定位主铁芯和副铁芯的变压器结构中，上下夹件的定位显得左右为难；（2）由于非晶铁芯一般不能浸漆处理，而非晶铁芯外围的线圈绕组以及副铁芯都需要浸漆处理从而符合相关安全标准，特别是作为电抗器的副铁芯柱最好是与外围的线圈在轴向上和径向上都是紧密结合否则就会出现比较大的振动和噪音，此时如果所述上、下夹件连同绕组、电抗铁芯一同浸漆处理时不仅将导致无法再安装非晶铁芯，而且由于所述绕组、电抗铁芯非常重，重心不在所述电抗铁芯所定义的平面，无法以水平方式吊装进而在浸漆吊装时出现严重偏转损坏线圈，也使电抗铁芯的气隙出现变异；如果所述上、下夹件不连同绕组、电抗铁芯一同浸漆处理，则导致不同相绕组中的电抗铁芯的高度位置以及所述线圈绕组的高度位置非常难以控制，出现不同相的副铁芯柱的气隙不一致。

针对这些问题，本发明提出一种内置滤波电抗器的非晶变压器，其特征在于，包括上、下夹件，定位在所述上、下夹件之间的三组组合线圈、非晶主铁芯和硅钢片副铁芯；其中，所述上、下夹件之间通过连接件连接，所述硅钢片副铁芯包括上、下铁扼和设置在所述上、下铁扼之间的三个副铁芯柱，所述上、下铁扼分别定位在所述上、下夹件上；所述组合线圈包括有次级绕组与初级绕组，所述组合线圈中设置有左、右布置的主窗口和副窗口，所述主窗口位于所述次级绕组与初级绕组共同环绕的空间中，而所述副窗口位于所述次级绕组与初级绕组之间的空间中；一个所述副窗口中设置一个所述副铁芯柱，所述副铁芯柱由绕组的绕制力和绝缘漆的黏结力定位在所述副窗口中，所述上、下铁扼与所述副铁芯柱分别浸漆后再组装在一起并且所述上、下铁扼分别从上、下两个方向夹紧三个所述副铁芯柱，三个所述副铁芯柱具有大致相同的水平高度和水平底度，所述上、下铁扼与所述副铁芯柱之间设置黏胶层，所述上、下夹件与所述组合线圈之间设置有绝缘隔板；所述非晶主铁芯穿过所述主窗口挂装到所述组合线圈上，所述非晶主铁芯位于所述硅钢片副铁芯的侧边。

其中，所述主窗口位于所述次级绕组与初级绕组共同环绕的空间中，为此所述次级绕组与初级绕组和穿过所述主窗口的铁芯共同构成了变压器的电磁回路，而位于所述副窗口外侧的线圈与穿过所述副窗口的铁芯也共同构成了电抗器的电磁回路。

其中，位于所述上、下夹件与所述组合线圈之间的绝缘隔板，主要用于定位所述组合线圈在所述上、下夹件之间，进而为挂装到所述组合线圈上的所述非晶主铁芯提供支撑力。这样所述上、下夹件不仅能够定位所述硅钢片副铁芯而且也能够定位所述组合线圈，进而定位所述非晶主铁芯。

其中，所述副铁芯柱由绕组的绕制力和绝缘漆的黏结力定位在所述副窗口中，不仅定义了所述副铁芯柱与所述组合线圈是同时浸漆处理得到的连接结构，而且也定义了它们之间在轴向上和径向上的紧密连接结构，从而能够大大提高电抗器的电抗性能而且不易出现噪音和振动。

其中，所述上、下铁扼与所述副铁芯柱分别浸漆后再组装在一起，不仅定义了所述上、下铁扼与所述副铁芯柱之间是分别浸漆制作的独立构件，而且也定义了所述上、下铁扼与所述副铁芯柱分别浸漆后就直接安装就位的安装结构。由于所述副铁芯柱与所述组合线圈是同时浸漆处理得到的连接结构，为此此处的定义实际上也是所述上、下铁扼与所述副铁芯柱及所述组合线圈所形成的组合件是分别浸漆后再组装在一起的结构，此处重点强调的结构中包含了所述上、下铁扼与所述副铁芯柱上下力矩衔接，但所述上、下铁扼与所述组合线圈之间并不直接力矩衔接，所述组合线圈主要是通过所述绝缘隔板及所述上、下夹件实现定位。

其中，三个所述副铁芯柱具有大致相同的水平高度和水平底度，所述水平高度是所述副铁芯柱的顶端在水平方向上的最高位置，而所述水平底度是所述副铁芯柱的底端在水平方向上的最底位置，即三个所述副铁芯柱的顶端或底端都分别大致位于同一水平线上。从表面上看只要三个所述副铁芯柱本身的高度一致就可以实现三个所述副铁芯柱具有大致相同的水平高度和水平底度，实则不然。因为在安装时所述副铁芯柱高度不会高出所述组合线圈的轴向高度太多，而所述组合线圈的上下方都设置有绝缘隔板，所述绝缘隔板与所述上、下夹件的组合将通过所述组合线圈使所述副铁芯柱出现高矮不齐的问题。为此在实现三个所述副铁芯柱具有大致相同的水平高度和水平底度时不仅要控制所述副铁芯柱本身的轴向高度还要控制所述副铁芯柱的两端与所述组合线圈上下端面之间的距离，还要控制所述上、下夹件、所述上、下铁扼、所述绝缘隔板的形状、刚性和安装顺序等一系列问题。

根据上述技术方案，与现有技术对比其有益的技术效果在于：

1．由于所述变压器采用非晶铁芯而电抗器的副铁芯采用硅钢片铁芯，从而在能够保证大型电抗器的电抗性能的同时又能保证变压器具有较低的空载损耗。

2．由于所述变压器与电抗器共用一个所述上、下夹件，为此不仅定位结构简单而且定位可靠。

3．由于所述副铁芯柱由绕组的绕制力和绝缘漆的黏结力定位在所述副窗口中，从而能够大大提高电抗器的电抗性能而且不易出现噪音和振动。

4．由于所述上、下铁扼与所述副铁芯柱分别浸漆后再组装在一起并且所述上、下铁扼分别从上、下两个方向夹紧三个所述副铁芯柱，这样无需事先借助于所述上、下夹件夹紧所述上、下铁扼、所述副铁芯柱、所述组合线圈对它们予以浸漆处理，从而不仅便于组装所述上、下夹件而且也便于在所述上、下夹件之间组装所述非晶铁芯。

5．由于所述上、下铁扼分别从上、下两个方向夹紧三个所述副铁芯柱，三个所述副铁芯柱具有大致相同的水平高度和水平底度，为此能够稳定地构造所述硅钢片副铁芯的气隙。

6．所述上、下铁扼与所述副铁芯柱之间设置黏胶层，这样不仅能够通过所述黏胶层实现它们之间的连接和定位，而且所述上、下铁扼与所述副铁芯柱之间实现组装后不用再次借助于浸漆处理提高它们之间的连接力。

进一步的技术方案还可以是，在所述上铁扼的上面还设置有拉紧板体，在所述下铁扼的下面还设置有支撑座，所述支撑座连接到所述下夹件上；在所述上、下铁扼的内外两侧还分别设置有拉杆，所述拉杆的两端分别连接到所述拉紧板体和所述支撑座，至少在所述拉杆的一端设置有螺纹段和与所述螺纹段连接的收紧螺母。这样能够主要借助于所述拉杆收紧和定位所述硅钢片副铁芯，以降低副铁芯运行时产生的噪音。

进一步的技术方案还可以是，所述连接件位于所述上、下夹件的两侧。

进一步的技术方案还可以是，所述硅钢片副铁芯全部用有取向或无取向的硅钢片叠片制成。

进一步的技术方案还可以是，所述主窗口中设置有绝缘的主骨架。所述主骨架不仅能够定位所述组合线圈，而且也能承载所述非晶主铁芯。

由于本发明具有上述特点和优点，为此可以应用到内置滤波电抗器的变压器产品中。

附图说明

图1是应用本发明的内置滤波电抗器的非晶变压器产品的分解体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对应用本发明的内置滤波电抗器的非晶变压器产品的结构作进一步的说明。

如图1所示，内置滤波电抗器的非晶变压器100，其特征在于：

包括上、下夹件（11、12），所述上、下夹件（11、12）的两侧还设置有连接件（41、42）其中，所述上、下夹件（11、12）通过所述连接件（41、42）实现连接。

包括定位在所述上、下夹件（11、12）之间的三组组合线圈（21、22、23）、非晶主铁芯3和硅钢片副铁芯；所述硅钢片副铁芯全部用有取向或无取向的硅钢片叠片制成，所述硅钢片副铁芯包括上、下铁扼（51、52）和设置在所述上、下铁扼（51、52）之间的三个副铁芯柱71，所述上、下铁扼（51、52）分别定位在所述上、下夹件（11、12）上；其中，如图所示所述上铁扼51的两端分别设置有通孔53，所述上夹件11上设置有螺栓13，所述螺栓13穿过所述通孔53拧紧在所述上夹件11上进而定位所述上铁扼51。所述下铁扼52与所述下夹件12之间也具有基本相同的连接结构，为此图中没有进一步标出。

所述组合线圈（21、22、23）包括有次级绕组与初级绕组以及与所述次级绕组与初级绕组连接的接线柱，所述组合线圈（21、22、23）中设置有左、右布置的主窗口202和副窗口（所述副窗口就是所述副铁芯柱71所占用的空间），所述主窗口202位于所述次级绕组与初级绕组共同环绕的空间中，而所述副窗口位于所述次级绕组与初级绕组之间的空间中；其中，所述主窗口202中设置有绝缘的主骨架201，从而所述主骨架201不仅能够定位所述组合线圈，而且也能承载所述非晶主铁芯3。

一个所述副窗口中设置一个所述副铁芯柱71，所述副铁芯柱71由绕组的绕制力和绝缘漆的黏结力定位在所述副窗口中。即所述副铁芯柱71与所述组合线圈（21、22、23）是同时浸漆处理得到的连接结构，而且它们之间在轴向上和径向上的紧密连接结构，从而能够大大提高电抗器的电抗性能而且不易出现噪音和振动。

所述副铁芯柱71与所述组合线圈（21、22、23）定位并同时浸漆处理固定连接后，再与已经浸漆处理好的所述上、下铁扼（51、52）组装在一起，所述上、下铁扼（51、52）分别从上、下两个方向夹紧三个所述副铁芯柱71，安装完成后使三个所述副铁芯柱71具有大致相同的水平高度和水平底度，为此能够稳定地构造所述硅钢片副铁芯的气隙。在处理所述副铁芯柱71与所述组合线圈（21、22、23）的位置关系时注意控制它们之间的相对高度位置。

所述上、下铁扼（51、52）与所述副铁芯柱71之间设置黏胶层，这样不仅能够通过所述黏胶层实现它们之间的连接和定位，而且所述上、下铁扼（51、52）与所述副铁芯柱71之间实现组装后不用再次借助于浸漆处理提高它们之间的连接力。

所述上、下夹件（11、12）与所述组合线圈（21、22、23）之间设置有绝缘隔板8，其中，所述绝缘隔板8主要用于定位所述组合线圈（21、22、23）在所述上、下夹件（11、12）之间，进而为挂装到所述组合线圈（21、22、23）上的所述非晶主铁芯3提供支撑力，防止所述组合线圈（21、22、23）被所述非晶主铁芯3压迫变形。这样所述上、下夹件（11、12）不仅能够定位所述硅钢片副铁芯而且也能够定位所述组合线圈（21、22、23），进而定位所述非晶主铁芯3。

所述非晶主铁芯3的芯柱穿过所述主窗口202挂装到所述组合线圈（21、22、23）上，所述非晶主铁芯3位于所述硅钢片副铁芯的侧边。由于所述非晶主铁芯3上具有衔接的切口，为此还可以在所述非晶主铁芯3的径向外表面上设置捆扎带。由于所述非晶主铁芯3不能受力为此在安装所述非晶主铁芯3时注意不要让所述上、下夹件（11、12）或其它紧固件直接用力顶压所述非晶主铁芯3。在挂装所述非晶主铁芯3后就可以定位收紧所述上、下夹件（11、12）。

由于所述变压器采用非晶铁芯而电抗器的副铁芯采用硅钢片铁芯，从而在能够保证大型电抗器的电抗性能的同时又能保证变压器具有较低的空载损耗。

进一步的技术方案还可以是，在所述上铁扼51的上面还设置有两个拉紧板体31，在所述下铁扼52的下面还设置有支撑座32，所述支撑座32连接到所述下夹件12上；在所述上、下铁扼（51、52）的内外两侧还分别设置有内外拉杆（61、62），所述内外拉杆（61、62）的两端分别连接到所述拉紧板体31和所述支撑座32，所述内外拉杆（61、62）的两端分别设置有螺纹段和与所述螺纹段连接的收紧螺母。这样能够主要借助于所述内外拉杆（61、62）收紧和定位所述硅钢片副铁芯，稳定所述硅钢片副铁芯的气隙，降低所述硅钢片副铁芯运行时产生的噪音。

Claims (5)

1.内置滤波电抗器的非晶变压器，其特征在于，包括上、下夹件，定位在所述上、下夹件之间的三组组合线圈、非晶主铁芯和硅钢片副铁芯；其中，所述上、下夹件之间通过连接件连接，所述硅钢片副铁芯包括上、下铁扼和设置在所述上、下铁扼之间的三个副铁芯柱，所述上、下铁扼分别定位在所述上、下夹件上；所述组合线圈包括有次级绕组与初级绕组，所述组合线圈中设置有左、右布置的主窗口和副窗口，所述主窗口位于所述次级绕组与初级绕组共同环绕的空间中，而所述副窗口位于所述次级绕组与初级绕组之间的空间中；一个所述副窗口中设置一个所述副铁芯柱，所述副铁芯柱由绕组的绕制力和绝缘漆的黏结力定位在所述副窗口中，所述上、下铁扼与所述副铁芯柱分别浸漆后再组装在一起并且所述上、下铁扼分别从上、下两个方向夹紧三个所述副铁芯柱，三个所述副铁芯柱具有大致相同的水平高度和水平底度，所述上、下铁扼与所述副铁芯柱之间设置黏胶层，所述上、下夹件与所述组合线圈之间设置有绝缘隔板；所述非晶主铁芯穿过所述主窗口挂装到所述组合线圈上，所述非晶主铁芯位于所述硅钢片副铁芯的侧边。

2.根据权利要求1所述的内置滤波电抗器的非晶变压器，其特征在于，在所述上铁扼的上面还设置有拉紧板体，在所述下铁扼的下面还设置有支撑座，所述支撑座连接到所述下夹件上；在所述上、下铁扼的内外两侧还分别设置有拉杆，所述拉杆的两端分别连接到所述拉紧板体和所述支撑座，至少在所述拉杆的一端设置有螺纹段和与所述螺纹段连接的收紧螺母。

3.根据权利要求1或2所述的内置滤波电抗器的非晶变压器，其特征在于，所述连接件位于所述上、下夹件的两侧。

4.根据权利要求1或2所述的内置滤波电抗器的非晶变压器，其特征在于，所述硅钢片副铁芯全部用有取向或无取向的硅钢片叠片制成。

5.根据权利要求1或2所述的内置滤波电抗器的非晶变压器，其特征在于，所述主窗口中设置有绝缘的主骨架。