CN205264454U - 牵引变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种牵引变压器，包括铁心和绕组，所述铁心包括并排设置的四个铁心柱，两个主柱位于中央，两个旁柱分别位于两个主柱的两侧，相邻的所述四个铁心柱之间通过上轭和下轭构成闭合的磁路，A相原边绕组和副边绕组绕制在所述四个铁心柱之一上，B相原边绕组和副边绕组绕制在所述四个铁心柱中的另外三个之一上。本实用新型提供的牵引变压器结构更加紧凑，同时还显著地降低了变压器的制造成本。

Description

牵引变压器

技术领域

本实用新型涉及电器设备领域，具体一种用于电气化铁路牵引的四柱铁心三相变两相变压器。

背景技术

目前，大部分电气化铁路上使用了AT供电的V/V联结牵引变压器。传统的V/V联结变压器的结构设计主要采用以下三种方案：1.将两台单相变压器各放在单独的油箱，并在外部进行V/V联结组成的变压器；2.将两台单相变压器的铁心及绕组进行V/V联结，并放在一个公共油箱中组成的变压器；3.在一个三柱铁心的两个旁柱上分别绕制一个单相变压器的线圈，再进行V/V联结，并放在一个公共油箱中组成的变压器。

方案1耗费的材料多，占地面积大，制造成本高；方案2相对于方案1耗费的材料略少，占地面积略小，制造成本略低；方案3在前两个方案的基础上降低了较多的材料和成本，但是仍有进一步降低成本的空间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计一种能够显著降低制造成本的V/V联结牵引变压器。具体技术方案如下：

一种牵引变压器，包括铁心和绕组，所述铁心包括并排设置的四个铁心柱，两个主柱位于中央，两个旁柱分别位于两个主柱的两侧，相邻的所述四个铁心柱之间通过上轭和下轭构成闭合的磁路，A相原边绕组和副边绕组绕制在所述四个铁心柱之一上，B相原边绕组和副边绕组绕制在所述四个铁心柱中的另外三个之一上。

在一种实施方式中，所述A相原边绕组和副边绕组绕制在所述两个主柱的一个上。

在一种实施方式中，所述B相原边绕组和副边绕组绕制在所述两个主柱的另一个上。

在一种实施方式中，所述两个旁柱构成通过所述两个主柱的磁通的返回路径。

在一种实施方式中，所述旁柱的截面积小于所述主柱的截面积。

在一种实施方式中，所述上轭或下轭的截面积均小于所述主柱的截面积。

在一种实施方式中，所述A相原边绕组的一端与所述B相原边绕组的一端连接。

在一种实施方式中，所述A相副边绕组的一端与所述B相副边绕组的一端连接。

在一种实施方式中，所述A相原边绕组与所述B相原边绕组的绕行方向相反。

在一种实施方式中，所述A相副边绕组与所述B相副边绕组的绕行方向相反。

本实用新型与现有技术相比，缩短了铁心柱的高度，减小了铁心的重量，从而降低了变压器的高度，使得变压器的结构更加紧凑，同时还显著地降低了变压器的制造成本。

附图说明

图1示出了本实用新型的牵引变压器的铁心结构和绕组联结方式示意图；

图2A和图2B分别示出了本实用新型的牵引变压器的原边绕组和副边绕组的电压和电流向量图；以及

图3示出了本实用新型的牵引变压器的电势向量图。

具体实施方式

以下参考附图，给出了本实用新型的可选实施方式的具体描述。

图1示出了本实用新型的牵引变压器的铁心结构和绕组联结方式示意图。变压器铁心由并排设置的主柱1、主柱2、旁柱3、旁柱4四个铁心柱组成，两个主柱1和2位于中央，两个旁柱3和4分别位于两个主柱的两侧。相邻的四个铁心柱之间通过上轭5和下轭6彼此连接并构成闭合的磁路，优选地，两个旁柱3和4构成通过两个主柱1和2的磁通的返回路径。

如图1所示，两个旁柱3或4的截面积均小于两个主柱1或2的截面积，上轭5或下轭6的截面积均小于两个主柱1或2的截面积。通过上述结构，可以缩短铁心柱的高度，减小铁心的重量，从而降低了变压器的高度，使得变压器的结构更加紧凑，同时还显著地降低了变压器的制造成本。

变压器绕组A相包括原边绕组和副边绕组，两者绕制在四个铁心柱之一上；B相包括原边绕组和副边绕组，两者绕制在四个铁心柱中的另外三个之一上。优选地，A相原边绕组和副边绕组绕制在两个主柱的一个上，如主柱1；B相原边绕组和副边绕组绕制在两个主柱的另一个上，如主柱2。A相原边绕组的一端与B相原边绕组的一端连接，A相副边绕组的一端与B相副边绕组的一端连接。在实际应用中，变压器绕组的绕行方向可以视设计需要选择。例如，A相原边绕组与B相原边绕组的绕行方向相反，A相副边绕组与B相副边绕组的绕行方向相反。

图2A和图2B分别示出了本实用新型的牵引变压器的原边绕组和副边绕组的电压和电流向量图。变压器原边绕组连接三相供电电源，三相电压的选取视工程实际负荷需求而定。假设变压器正常运行时初级电压平衡且具有120度的相位差，则原边电压U_AC和U_BC的模数相等且在矢量上互为120度。假设两个副边绕组的负荷相等，且变压器绕组的阻抗为零，则U_AC＝U_ac，U_bC＝U_bc。因此，

I_A＝I_a，I_C＝I_c。

如图2A和图2B所示，原边电流I_A和I_C在矢量上互为120度，即A相和B相的线电流为

I_Al＝I_A，I_Bl＝-I_C＝-I_Ae^j120°＝I_Ae^-j60°。

则C相线电流为

由此可见，一次线电流是不平衡的。

图3示出了本实用新型的牵引变压器的电势向量图。通过恰当地选择绕组的联结方式和绕行方向，电压向量U_AC和U_BC流经两个主柱1和2形成的磁通和具有相同的模数以及120度的相位差。和的矢量和通过旁柱3和4形成回路，回路磁通的计算公式如下：

即两个旁柱的磁通向量之和的模等于一个主柱的磁通向量的模，亦即两个旁柱的导磁截面积之和等于一个主柱的导磁截面积，且上轭和下轭的导磁截面积之和等于一个主柱的导磁截面积。例如，可以将两个旁柱或上、下轭的截面积均设计为一个主柱的截面积的一半，从而降低了整个铁心的截面积及高度。当然，旁柱和上、下轭的截面积的选取还应结合铁心的损耗和热点等因素综合考虑。

本实用新型提供的牵引变压器，是由两个单相变压器进行V/V联结组成。这两个单相变压器的容量可以相等也可以不相等，可以各自分别在原边调压或副边调压，调压方式可选择有载调压或无载调压。本实用新型的牵引变压器亦可满足多种调压结构，如单桥跨接、双桥跨接、线性调压、正反调压、粗细调压。尽管这里描述了多种实施方式，但是本领域技术人员据此可以想到的其他方案亦在本实用新型的范围内。

此外，本领域技术人员应当理解，本说明书中的描述仅仅是用于说明性的，而不应被认为是限制性的。本公开的范围仅受所附权利要求书的限制。

Claims (12)

1.一种牵引变压器，包括铁心和绕组，其特征在于，所述铁心包括并排设置的四个铁心柱(1，2，3，4)，两个主柱(1，2)位于中央，两个旁柱(3，4)分别位于两个主柱(1，2)的两侧，相邻的所述四个铁心柱(1，2，3，4)之间通过上轭(5)和下轭(6)构成闭合的磁路，A相原边绕组和副边绕组绕制在所述四个铁心柱(1，2，3，4)之一上，B相原边绕组和副边绕组绕制在所述四个铁心柱(1，2，3，4)中的另外三个之一上。

2.根据权利要求1所述的牵引变压器，其特征在于，所述A相原边绕组和副边绕组绕制在所述两个主柱(1，2)的一个上。

3.根据权利要求2所述的牵引变压器，其特征在于，所述B相原边绕组和副边绕组绕制在所述两个主柱(1，2)的另一个上。

4.根据权利要求3所述的牵引变压器，其特征在于，所述两个旁柱(3，4)构成通过所述两个主柱(1，2)的磁通的返回路径。

5.根据权利要求4所述的牵引变压器，其特征在于，所述旁柱(3，4)的截面积小于所述主柱(1，2)的截面积。

6.根据权利要求4所述的牵引变压器，其特征在于，所述上轭(5)或下轭(6)的截面积均小于所述主柱(1，2)的截面积。

7.根据权利要求5或6所述的牵引变压器，其特征在于，所述A相原边绕组的一端与所述B相原边绕组的一端连接。

8.根据权利要求5或6所述的牵引变压器，其特征在于，所述A相副边绕组的一端与所述B相副边绕组的一端连接。

9.根据权利要求7所述的牵引变压器，其特征在于，所述A相原边绕组与所述B相原边绕组的绕行方向相反。

10.根据权利要求8所述的牵引变压器，其特征在于，所述A相原边绕组与所述B相原边绕组的绕行方向相反。

11.根据权利要求7所述的牵引变压器，其特征在于，所述A相副边绕组与所述B相副边绕组的绕行方向相反。

12.根据权利要求8所述的牵引变压器，其特征在于，所述A相副边绕组与所述B相副边绕组的绕行方向相反。