CN205335052U - 单相自耦变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种单相自耦变压器，包括铁心和线圈，铁心为由硅钢带连续紧密地卷绕而成的卷铁心，且卷铁心的边框的四个角均为圆角；卷铁心包括左铁心柱、右铁心柱、上铁轭、下铁轭；线圈包括第一高压线圈、第二高压线圈、第一低压线圈、第二低压线圈；第二高压线圈套在左铁心柱上，第一低压线圈套在第二高压线圈上，且第一低压线圈与第二高压线圈相互绝缘；第二低压线圈套在右铁心柱上，第一高压线圈套在第二低压线圈上，且第二低压线圈与第一高压线圈相互绝缘；第一高压线圈与第二高压线圈串联，第一低压线圈与第二低压线圈串联。组成卷铁心的硅钢带之间无接缝、无空气间隙，且卷铁心的边框的四个角为圆角，大幅度降低了变压器的空载损耗。

Description

单相自耦变压器

技术领域

本实用新型涉及变压器技术领域，尤其涉及一种单相自耦变压器。

背景技术

由于自耦变压器(AutoTransformer；简称：AT)供电方式的供电能力强、供电距离长等优点，目前高速电气化客运铁路广泛采用了AT供电方式进行供电，单相自耦变压器作为主要供电设备在AT供电系统大量采用。按照国家经济可持续发展的要求，推进绿色消费、节能环保，电气化铁路也正朝着节能降耗的方向发展，而我国电气化铁路牵引负荷率却不高，自耦变压器的空载损耗成为电气化铁路电能损耗的重要组成部分，因此降低自耦变压器的空载损耗具有重要意义。

参照附图1和附图2，现有技术中的单相自耦变压器包括：铁心1、线圈(图中未示出)，铁心1包括左铁心柱11、右铁心柱12以及用于将左铁心柱11和右铁心柱12连接起来以形成闭合环路的上铁轭13和下铁轭14。其中，左铁心柱11和右铁心柱12均是叠铁心心柱，即，其由多级不同片宽的硅钢片10由前至后逐片叠制而成，且每级硅钢片的外形为矩形框，左右铁心柱的横向截面近似圆形(如附图2所示)。

由于现有技术的单相自耦变压器的铁心柱为多级不同片宽的硅钢片叠制而成，导致铁心柱与铁轭的搭接处存在接缝，从而导致空载损耗增加；且每级硅钢片为矩形框，导致铁心重量大，而空载损耗与铁心的重量呈正比，导致该变压器的空载损耗高。因此，如何降低单相自耦变压器的空载损耗成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种单相自耦变压器，以克服现有技术的单相自耦变压器空载损耗高的缺陷。

本实用新型提供的一种单相自耦变压器，包括：铁心和线圈，所述铁心为由硅钢带连续紧密地卷绕而成的卷铁心，且所述卷铁心的边框的四个角均为圆角；

所述卷铁心包括左铁心柱、右铁心柱、上铁轭、下铁轭；所述线圈包括第一高压线圈、第二高压线圈、第一低压线圈、第二低压线圈；

所述第二高压线圈套在所述左铁心柱上，所述第一低压线圈套在所述第二高压线圈上，且所述第一低压线圈与所述第二高压线圈相互绝缘；所述第二低压线圈套在所述右铁心柱上，所述第一高压线圈套在所述第二低压线圈上，且所述第二低压线圈与所述第一高压线圈相互绝缘；

所述第一高压线圈与所述第二高压线圈串联，所述第一低压线圈与所述第二低压线圈串联。

如上所述的单相自耦变压器，所述第一低压线圈的输入端与牵引供电系统的正馈线连接，所述第一低压线圈的输出端与所述第二低压线圈的输入端连接，所述第二低压线圈的输出端连接在正抽头上，所述正抽头与轨道相连并接地；

所述第一高压线圈的输入端与牵引供电系统的牵引线连接，所述第一高压线圈的输出端与所述第二高压线圈的输入端连接，所述第二高压线圈的输出端与所述正抽头连接。

如上所述的单相自耦变压器，所述变压器还包括：用于夹紧所述卷铁心的上夹紧件和下夹紧件；

所述上夹紧件包括：第一上夹件和第二上夹件，所述第一上夹件和所述第二上夹件分别位于所述上铁轭的两侧；

所述下夹紧件包括：第一下夹件和第二下夹件，所述第一下夹件和所述第二下夹件分别位于所述下铁轭的两侧；

所述第一上夹件和所述第一下夹件之间通过螺杆连接，所述第二上夹件和所述第二下夹件之间通过螺杆连接。

如上所述的单相自耦变压器，所述变压器还包括：位于所述第一高压线圈、第二高压线圈、第一低压线圈和第二低压线圈的顶部的压紧件。

如上所述的单相自耦变压器，所述压紧件包括：层压木、压钉；

所述层压木包括第一层压木和第二层压木，所述第一层压木位于所述第一低压线圈和所述第二高压线圈的顶部；所述第二层压木位于所述第一高压线圈和所述第二低压线圈的顶部；

所述压钉为多个，多个压钉分别压设在所述第一层压木和所述第二层压木上，且多个压钉分别与所述第一上夹件或所述第二上夹件连接。

如上所述的单相自耦变压器，所述压紧件还包括端圈和垫块；

所述端圈包括第一端圈和第二端圈，所述第一端圈位于所述第一低压线圈和所述第二高压线圈的顶部；所述第二端圈位于所述第一高压线圈和所述第二低压线圈的顶部；

所述垫块包括第一垫块和第二垫块，所述第一垫块位于所述第一端圈的上表面，所述第二垫块位于所述第二端圈的上表面；

所述第一层压木位于所述第一垫块的上方，所述第二层压木位于所述第二垫块的上方。

如上所述的单相自耦变压器，所述第一垫块为多个，且呈辐射状分布在所述第一端圈上；

所述第二垫块为多个，且呈辐射状分布在所述第二端圈上。

如上所述的单相自耦变压器，所述左铁心柱上套设有第一硬纸筒，所述第二高压线圈套在所述第一硬纸筒上，所述第二高压线圈上套设有第二硬纸筒，所述第一低压线圈套在所述第二硬纸筒上；

所述右铁心柱上套设有第三硬纸筒，所述第二低压线圈套在所述第三硬纸筒上，所述第二低压线圈上套设有第四硬纸筒，所述第一高压线圈套在所述第四硬纸筒上。

如上所述的单相自耦变压器，所述变压器还包括油箱，所述油箱为钟罩式，所述卷铁心和所述线圈位于所述油箱内。

如上所述的单相自耦变压器，所述油箱的底部设有槽钢支撑。

本实用新型的单相自耦变压器，该变压器的铁心是由硅钢带连续紧密地卷绕而成的卷铁心，由于硅钢带自身的取向性，使得组成卷铁心的硅钢带之间无接缝、无空气间隙，因此，大幅度降低了变压器的空载损耗；且卷铁心的边框的四个角为圆角，与现有技术的叠铁心柱的矩形框相比，大大节约了原材料，使得本实用新型的变压器的重量减轻，从而进一步降低了空载损耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的自耦变压器的铁心的结构示意图；

图2为图1对应的俯视图；

图3为本实用新型一实施例提供的单相自耦变压器的结构示意图；

图4为图3对应的俯视图；

图5为图3中的线圈的电气连接示意图；

图6为图3中对应的卷铁心的结构简图；

图7为图6对应的俯视图。

附图标记说明：

1、铁心；11、左铁心柱；

12、右铁心柱；10、硅钢片；

13、上铁轭；14、下铁轭；

2、卷铁心；21、左铁心柱；

22、右铁心柱；31、第一低压线圈；

32、第二低压线圈；33、第一高压线圈；

23、上铁轭；24、下铁轭；

34、第二高压线圈；41、第一上夹件；

42、第二上夹件；43、第一下夹件；

5、螺杆；61、第一层压木；

62、第二层压木；63、压钉；

71、第一垫块；72、第二垫块；

81、第一硬纸筒；82、第二硬纸筒；

83、第三硬纸筒；84、第四硬纸筒；

9、油箱；91、槽钢支撑。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图3为本实用新型一实施例提供的单相自耦变压器的结构示意图。图4为图3对应的俯视图。图5为图3中的线圈的电气连接示意图。图6为图3中对应的卷铁心的结构简图。图7为图6对应的俯视图。本实施例提供一种单相自耦变压器，参照附图3至附图7所示，该变压器包括：铁心和线圈，其中，铁心为由硅钢带连续紧密地卷绕而成的卷铁心2，且卷铁心2的边框的四个角均为圆角，即，在卷绕过程中整个框架的四个边角处为圆角，可以理解为：硅钢带连续卷绕成的卷铁心的框架为近似圆形，当然，这里的圆形仅是为了举例说明，本实用新型并不以此为限。

具体地，卷铁心2由左铁心柱21、右铁心柱22、上铁轭23、下铁轭24组成。其中，卷铁心2的竖向两柱分别为左铁心柱21、右铁心柱22。由于卷铁心2是由硅钢带连续卷绕而成的，故，上铁轭23、左铁心柱21、下铁轭24、右铁心柱22是一体成型的。线圈缠绕在铁心柱上。本实施例中的线圈具体包括第一高压线圈33、第二高压线圈34、第一低压线圈31、第二低压线圈32。第二高压线圈34缠绕在左铁心柱21上，第一低压线圈31套在第二高压线圈34外，且第一低压线圈31与第二高压线圈34相互绝缘。第二低压线圈32套在右铁心柱22上，第一高压线圈33套在第二低压线圈32上，且第二低压线圈32与第一高压线圈33相互绝缘。其中，第一高压线圈33与第二高压线圈34串联，第一低压线圈31与第二低压线圈32串联。

各线圈之间的具体连接关系可参照附图5，具体为：第一低压线圈31的输入端与牵引供电系统的正馈线连接于B连接点，第一低压线圈31的输出端与第二低压线圈32的输入端连接，第二低压线圈32的输出端连接于正抽头O处，正抽头O与轨道相连并接地。第一高压线圈33的输入端与牵引供电系统的牵引线连接于A连接点，第一高压线圈33的输出端与第二高压线圈34的输入端连接，第二高压线圈34的输出端与正抽头O连接。可以理解为：本实施例的变压器将高压线圈分为两部分(第一高压线圈33和第二高压线圈34)，将低压线圈分为两部分(第一低压线圈31和第二低压线圈32)，然后将第一高压线圈33和第二低压线圈32套设在右铁心柱22上，将第一低压线圈31和第二高压线圈34套设在左铁心柱21上，高低压线圈如此分组排列增加了整个线圈的散热面积，从根本上满足单相自耦变压器的过负荷能力。其中，各线圈的导线采用自粘半硬换位铜导线，以提高导线的屈服强度。

本实施例的单相自耦变压器，其铁心是由硅钢带连续紧密地卷绕而成的卷铁心，充分发挥了冷轧硅钢的取向性，卷制而成的卷铁心无接缝、无空气间隙，铁心柱的整个圆截面的填充率可达99％，比现有技术中的硅钢片前后叠制形成的铁心柱的填充率高，因此，大幅度降低了变压器的空载损耗；且该卷铁心的边框的四个角为圆角，与现有技术的叠铁心柱的矩形框相比，大大节约了原材料，使得本实用新型的变压器的重量减轻，从而进一步降低了空载损耗。

在本实施例中，可通过硬纸筒实现高压线圈和低压线圈之间的绝缘，具体地，可在左铁心柱21上套设第一硬纸筒81，然后将第二高压线圈34套设在第一硬纸筒81外侧，然后在第二高压线圈34外再套设第二硬纸筒82，将第一低压线圈31套在该第二硬纸筒82上，从而使得第一低压线圈31和第二高压线圈34之间绝缘。同时，在右铁心柱22上套设第三硬纸筒83，将第二低压线圈32套在该第三硬纸筒83外侧，然后在第二低压线圈32上套设第四硬纸筒84，将第一高压线圈套在该第四硬纸筒84外侧，从而使得第二低压线圈32与第一高压线圈34之间绝缘。

进一步地，本实施例的变压器还包括用于夹紧卷铁心2的上夹紧件和下夹紧件。其中，上夹紧件包括：第一上夹件41和第二上夹件42。第一上夹件41和第二上夹件42分别位于上铁轭23的两侧。下夹紧件包括：第一下夹件43和第二下夹件(图中未示出)，第一下夹件43和第二下夹件分别位于下铁轭24的两侧。其中，第一上夹件41与第二上夹件42平行设置，第一下夹件43和第二下夹件平行设置，且第一上夹件41和第一下夹件43位于卷铁心2的同侧，第二上夹件42和第二下夹件位于卷铁心2的同侧，具体地，参照附图3所示，第一上夹件41的左端与第一下夹件43的左端之间通过螺杆5固定连接，第一上夹件41的右端与第一下夹件43的右端之间通过螺杆5固定连接。同样，第二上夹件42的左端与第二下夹件的左端之间也通过螺杆固定连接(图中未示出)，第二上夹件42的右端与第二下夹件的右端之间也通过螺杆固定连接(图中未示出)。本实施例通过第一上夹件、第二上夹件、第一下夹件和第二下夹件将卷铁心进行夹紧，以保证整个卷铁心结构的稳定性。

进一步地，本实施例中，在第一高压线圈33、第二高压线圈34、第一低压线圈31和第二低压线圈32的顶部还设有压紧件。

该压紧件具体包括：层压木和压钉63。其中，层压木包括第一层压木61和第二层压木62，第一层压木61位于第一低压线圈31和第二高压线圈34的顶部，第二层压木62位于第一高压线圈33和第二低压线圈32的顶部，参照附图3所示，可以理解为左铁心柱21和右铁心柱22上的线圈的顶部均设有层压木，各层压木的轮廓与其对应的线圈顶部的轮廓匹配。压钉63为多个，多个压钉63分别压设在第一层压木61和第二层压木62上，以将各线圈的顶部压紧，且压钉63与第一上夹件41或第二上夹件42的外侧壁连接。

为了进一步提高各线圈的稳定性，还可在左铁心柱21和右铁心柱22的线圈顶部分别设置第一端圈(图中未示出)和第二端圈(图中未示出)，具体地，第一端圈位于第一低压线圈31和第二高压线圈34的顶部，即，第一端圈与第一低压线圈和第二高压线圈的顶部整体形状相匹配。第二端圈位于第一高压线圈33和第二低压线圈32的顶部，即第二端圈与第二低压线圈和第一高压线圈的顶部整体形状相匹配。其中，第一端圈上设有第一垫块71，第二端圈上设有第二垫块72。第一端圈、第二端圈、第一垫块71、第二垫块72安装好之后，然后再将上述第一层压木61安装在第一垫块71上，将第二层压木62安装在第二垫块72上。第一垫块71可以为多个，呈辐射状分布在第一端圈上；第二垫块72为多个，呈辐射状分布在第二端圈上。从而进一步对线圈进行压紧，提高了线圈整体的稳定性，从而提高了本实施例变压器的抗短路能力。

在本实施例中，卷铁心2的外侧罩设有油箱9，该油箱9可以为钟罩式结构，即，该钟罩式油箱9将卷铁心2和线圈等全部罩设在该油箱9内。可以将该油箱9的底部设置为平底，或者，在该油箱的底部设置槽钢支撑91，该槽钢支撑91可以为1个，也可以为多个，参照附图1所示，本实施例中的槽钢支撑91为两个，且分别设置在左铁心柱21和右铁心柱22底部的对应位置，在支撑油箱的同时，提高整个变压器结构的稳定性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种单相自耦变压器，包括铁心和线圈，其特征在于，所述铁心为由硅钢带连续紧密地卷绕而成的卷铁心，且所述卷铁心的边框的四个角均为圆角；

所述卷铁心包括左铁心柱、右铁心柱、上铁轭、下铁轭；所述线圈包括第一高压线圈、第二高压线圈、第一低压线圈、第二低压线圈；

所述第二高压线圈套在所述左铁心柱上，所述第一低压线圈套在所述第二高压线圈上，且所述第一低压线圈与所述第二高压线圈相互绝缘；所述第二低压线圈套在所述右铁心柱上，所述第一高压线圈套在所述第二低压线圈上，且所述第二低压线圈与所述第一高压线圈相互绝缘；

所述第一高压线圈与所述第二高压线圈串联，所述第一低压线圈与所述第二低压线圈串联。

2.根据权利要求1所述的单相自耦变压器，其特征在于，所述第一低压线圈的输入端与牵引供电系统的正馈线连接，所述第一低压线圈的输出端与所述第二低压线圈的输入端连接，所述第二低压线圈的输出端连接在正抽头上，所述正抽头与轨道相连并接地；

所述第一高压线圈的输入端与牵引供电系统的牵引线连接，所述第一高压线圈的输出端与所述第二高压线圈的输入端连接，所述第二高压线圈的输出端与所述正抽头连接。

3.根据权利要求1所述的单相自耦变压器，其特征在于，所述变压器还包括：用于夹紧所述卷铁心的上夹紧件和下夹紧件；

所述上夹紧件包括：第一上夹件和第二上夹件，所述第一上夹件和所述第二上夹件分别位于所述上铁轭的两侧；

所述下夹紧件包括：第一下夹件和第二下夹件，所述第一下夹件和所述第二下夹件分别位于所述下铁轭的两侧；

所述第一上夹件和所述第一下夹件之间通过螺杆连接，所述第二上夹件和所述第二下夹件之间通过螺杆连接。

4.根据权利要求3所述的单相自耦变压器，其特征在于，所述变压器还包括：位于所述第一高压线圈、第二高压线圈、第一低压线圈和第二低压线圈的顶部的压紧件。

5.根据权利要求4所述的单相自耦变压器，其特征在于，所述压紧件包括：层压木、压钉；

所述层压木包括第一层压木和第二层压木，所述第一层压木位于所述第一低压线圈和所述第二高压线圈的顶部；所述第二层压木位于所述第一高压线圈和所述第二低压线圈的顶部；

所述压钉为多个，多个压钉分别压设在所述第一层压木和所述第二层压木上，且多个压钉分别与所述第一上夹件或所述第二上夹件连接。

6.根据权利要求5所述的单相自耦变压器，其特征在于，所述压紧件还包括端圈和垫块；

所述端圈包括第一端圈和第二端圈，所述第一端圈位于所述第一低压线圈和所述第二高压线圈的顶部；所述第二端圈位于所述第一高压线圈和所述第二低压线圈的顶部；

所述垫块包括第一垫块和第二垫块，所述第一垫块位于所述第一端圈的上表面，所述第二垫块位于所述第二端圈的上表面；

所述第一层压木位于所述第一垫块的上方，所述第二层压木位于所述第二垫块的上方。

7.根据权利要求6所述的单相自耦变压器，其特征在于，所述第一垫块为多个，且呈辐射状分布在所述第一端圈上；

所述第二垫块为多个，且呈辐射状分布在所述第二端圈上。

8.根据权利要求1至7任一项所述的单相自耦变压器，其特征在于，所述左铁心柱上套设有第一硬纸筒，所述第二高压线圈套在所述第一硬纸筒上，所述第二高压线圈上套设有第二硬纸筒，所述第一低压线圈套在所述第二硬纸筒上；

所述右铁心柱上套设有第三硬纸筒，所述第二低压线圈套在所述第三硬纸筒上，所述第二低压线圈上套设有第四硬纸筒，所述第一高压线圈套在所述第四硬纸筒上。

9.根据权利要求1至7任一项所述的单相自耦变压器，其特征在于，所述变压器还包括油箱，所述油箱为钟罩式，所述卷铁心和所述线圈位于所述油箱内。

10.根据权利要求9所述的单相自耦变压器，其特征在于，所述油箱的底部设有槽钢支撑。