CN207489659U - 基于电路耦合法的集成滤波电感变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于电路耦合法的集成滤波电感变压器，包括铁芯和滤波电抗器，所述铁芯包括主铁芯和副铁芯，所述主铁芯上缠绕有原绕组，并且所述滤波电抗器间隔均匀的绕制在主铁芯上，所述滤波电抗器均由匝数相同的第一绕组和第二绕组组成，所述第一绕组和第二绕组的绕制方向相反，并且所述第一绕组和第二绕组为串联而成，所述副铁芯上绕制有负载绕组，本方案结构简单，可操作性强，通过设定绕组之间的特定距离，可以调节绕组之间的互感为零，从而达到漏磁功率的解耦，从而降低对滤波电抗器的干扰，实现最佳的滤波集成效果。

Description

基于电路耦合法的集成滤波电感变压器

技术领域

本实用新型涉及集成变压器技术领域，具体为基于电路耦合法的集成滤波电感变压器。

背景技术

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。按用途可以分为：电力变压器和特殊变压器(电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等)。电路符号常用T当作编号的开头.例:T01,T201等。

变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。它可以变换交流电压、电流和阻抗。最简单的铁心变压器由一个软磁材料做成的铁心及套在铁心上的两个匝数不等的线圈构成，铁心的作用是加强两个线圈间的磁耦合。为了减少铁内涡流和磁滞损耗，铁心由涂漆的硅钢片叠压而成；两个线圈之间没有电的联系，线圈由绝缘铜线(或铝线)绕成。一个线圈接交流电源称为初级线圈(或原线圈)，另一个线圈接用电器称为次级线圈(或副线圈)。实际的变压器是很复杂的，不可避免地存在铜损(线圈电阻发热)、铁损(铁心发热)和漏磁(经空气闭合的磁感应线)等。

利用特殊的绕组布置方案将滤波装置中的空心电抗器(简称电抗器)集成于变压器中，成为一体的集成滤波电感变压器(简称变压器)，从而可以达到减小装备体积的目的，使得该变压器在空间有限的应用场合(如舰船供电系统)具有较好的应用前景。

但是电抗器与变压器绕组及电抗器之间都存在弱耦合关系，这种弱耦合会使电抗器的电感值与设计值之间存在偏差，从而造成滤波支路调谐失准，进而影响滤波支路的滤波效果。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足，本实用新型提供基于电路耦合法的集成滤波电感变压器，结构简单，并且通过设定绕组之间的距离，可以实现绕组之间的互感为0，从而达到漏磁功率的解耦，实现最佳的滤波效果。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：基于电路耦合法的集成滤波电感变压器，包括铁芯和滤波电抗器，所述铁芯包括主铁芯和副铁芯，所述主铁芯上缠绕有原绕组，并且所述滤波电抗器间隔均匀的绕制在主铁芯上，所述滤波电抗器均由匝数相同的第一绕组和第二绕组组成，所述第一绕组和第二绕组的绕制方向相反，并且所述第一绕组和第二绕组为串联而成，所述副铁芯上绕制有负载绕组。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述主铁芯和副铁芯呈“8”字形结构。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述滤波电抗器分别为5次谐波滤波电抗器、7次谐波滤波电抗器和11次谐波滤波电抗器。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述5次谐波滤波电抗器和11次谐波滤波电抗器关于原绕组对称分布。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，可操作性强，通过设定绕组之间的特定距离，可以调节绕组之间的互感为零，从而达到漏磁功率的解耦，从而降低对滤波电抗器的干扰，实现最佳的滤波集成效果。

附图说明

图1为本实用新型的绕组和铁芯结构示意图；

图2为本实用新型的单向电路结构示意图。

图中：1-铁芯；2-滤波电抗器；201-5次谐波滤波电抗器；202-7次谐波滤波电抗器；203-11次谐波滤波电抗器；3-主铁芯；4-副铁芯；5-原绕组；6-第一绕组；7-第二绕组；8-负载绕组。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本实用新型可以用以实施的特定实施例。本实用新型所提到的方向和位置用语，例如「上」、「中」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向和位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。

实施例：

如图1所示，本实用新型提供了基于电路耦合法的集成滤波电感变压器，包括铁芯1和滤波电抗器2，所述滤波电抗器2分别为5次谐波滤波电抗器201、7次谐波滤波电抗器202和11次谐波滤波电抗器203，所述5次谐波滤波电抗器201和11次谐波滤波电抗器202关于原绕组5对称分布，所述5次谐波滤波电抗器201、7次谐波滤波电抗器202和11次谐波滤波电抗器203保持适当的距离。

所述铁芯1包括主铁芯3和副铁芯4，所述主铁芯3和副铁芯4呈“8”字形结构，所述主铁芯3上缠绕有原绕组5，并且所述滤波电抗器2间隔均匀的绕制在主铁芯3上，所述滤波电抗器2均由匝数相同的第一绕组6和第二绕组7组成，所述第一绕组6和第二绕组7的绕制方向相反，并且所述第一绕组6和第二绕组7为串联而成，所述副铁芯4上绕制有负载绕组8。

基本的工作原理是，滤波电抗器2均由匝数相同的第一绕组6和第二绕组7组成，所述第一绕组6和第二绕组7反向串联组成，所以原绕组5通电后在两个第一绕组6和第二绕组7上产生的感应电动势相等，但是方向相反，所以滤波电抗器2与原绕组5之间的感应电动势为0。

并且滤波电抗器2之间隔开，保持适当的解耦距离。因任意一个滤波电抗器2的第一绕组6，与其他的滤波电抗器2的第一绕组6和第二绕组7布置较远，故可以得出任意一个滤波电抗器2的第一绕组6与其他的滤波电抗器2的第一绕组6和第二绕组7之间的互感近似相同，任意一个滤波电抗器2的第二绕组7与其他的滤波电抗器2的第一绕组6和第二绕组7之间的互感近似相同，所以两个所述滤波电抗器2之间的互感为0。

如图2所示，电源等效为一个带等效内阻抗LAD的三相电压源模型UA；Z8为等效非线性交流负载的阻抗值；K1为滤波绕组开关；5次、7次、11次集成滤波电感a5、La7和La11分别与5次、7次、11次电容器Ca5、Ca7和Ca11串联构成5次、7次和11次调谐支路。

综上所述，本实用新型的主要特点在于：

本实用新型结构简单，可操作性强，通过设定绕组之间的特定距离，可以调节绕组之间的互感为零，从而达到漏磁功率的解耦，从而降低对滤波电抗器的干扰，实现最佳的滤波集成效果。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.基于电路耦合法的集成滤波电感变压器，其特征在于：包括铁芯(1)和滤波电抗器(2)，所述铁芯(1)包括主铁芯(3)和副铁芯(4)，所述主铁芯(3)上缠绕有原绕组(5)，并且所述滤波电抗器(2)间隔均匀的绕制在主铁芯(3)上，所述滤波电抗器(2)均由匝数相同的第一绕组(6)和第二绕组(7)组成，所述第一绕组(6)和第二绕组(7)的绕制方向相反，并且所述第一绕组(6)和第二绕组(7)为串联而成，所述副铁芯(4)上绕制有负载绕组(8)。

2.根据权利要求1所述的基于电路耦合法的集成滤波电感变压器，其特征在于：所述主铁芯(3)和副铁芯(4)呈“8”字形结构。

3.根据权利要求1所述的基于电路耦合法的集成滤波电感变压器，其特征在于：所述滤波电抗器(2)分别为5次谐波滤波电抗器(201)、7次谐波滤波电抗器(202)和11次谐波滤波电抗器(203)。

4.根据权利要求3所述的基于电路耦合法的集成滤波电感变压器，其特征在于：所述5次谐波滤波电抗器(201)和11次谐波滤波电抗器(202)关于原绕组(5)对称分布。