CN208126997U - 线圈绕制结构及移相整流变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种线圈绕制结构及移相整流变压器，所述线圈绕制结构包括高压线圈以及低压线圈，且所述高压线圈绕设在铁芯风道筒和高压风道筒之间、所述低压线圈绕设在高压风道筒外；所述高压线圈包括至少两个高压绕组，和/或所述低压线圈包括至少两个低压绕组，其中：所述高压绕组和低压绕组中的每一个包括多个径向中心位于同一圆柱面并层叠设置的线饼，且各高压绕组和低压绕组的线饼分别位于同轴的不同圆柱面；位于同一径向平面上的各高压绕组的线饼之间具有间隙；位于同一径向平面上的各低压绕组的线饼之间具有间隙。本实用新型可大大提高高压线圈和低压线圈的通风散热效率，从而解决大功率移相整流变压器通风散热问题。

Description

线圈绕制结构及移相整流变压器

技术领域

本实用新型涉及电力电子设备领域，更具体地说，涉及一种线圈绕制结构及移相整流变压器。

背景技术

在冶金、化工、电力、市政供水和采矿等行业广泛应用的大功率负载，消耗了大量的电能，例如电费在自来水厂甚至占制水成本的50％。随着市场经济的发展和自动化，智能化程度的提高，采用高压变频器对大功率负载进行速度控制，不但对改进工艺、提高产品质量有好处，而且实现了节能(有的节能高达30％-40％)，大幅度降低了生产成本，还可延长设备使用寿命。移相整流变压器是高压变频器的重要组成部分，其具有发热量大的特点。为保证移相整流变压器稳定工作，主要依靠风把热量带走。

如图1、2所示，是现有移相整流变压器的散热结构的示意图。该移相整流变压器的线圈按高、低压内外两层分布的绕制结构，即线圈绕制结构从内到外为铁芯11、铁芯风道筒12、高压线圈13、高压风道筒14、低压线圈15、低压风道筒(也可能没有)。

上述低压线圈15与高压风道筒14之间的间隙、高压风道筒14与高压线圈13之间的间隙、高压线圈13与铁芯风道筒12之间的间隙、铁芯风道筒12与铁芯11之间的间隙，分别构成由下至上的竖向风道。在移相整流变压器正常运行时，通过底部的横流风机往铁芯11及线圈的内部鼓风，并借助顶部风机抽风，使热量沿竖向风道排出。

然而，上述移相整流变压器的线圈绕制结构，在大功率应用时(2000KVA以上)具有较明显的缺陷：由于功率加大，高压线圈13和低压线圈15的横向宽度加大，并且由于线圈层叠设置，导致线圈上、下散热面在风道方向上相互阻挡，导致散热效率低下。目前，在大功率应用中，移相整流变压器只能通过降低线圈电流、降低热密度、增大风量来解决变压器散热问题，并导致移相整流变压器成本高、体积大和噪声大等一系列的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述移相整流变压器在大功率应用中散热效率较低的问题，提供一种线圈绕制结构及移相整流变压器。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种线圈绕制结构，包括铁芯风道筒、高压线圈、高压风道筒以及低压线圈，且所述高压线圈绕设在所述铁芯风道筒和高压风道筒之间、所述低压线圈绕设在高压风道筒外；所述高压线圈包括至少两个高压绕组，和/或所述低压线圈包括至少两个低压绕组，其中：

所述高压绕组和低压绕组中的每一个包括多个径向中心位于同一圆柱面并层叠设置的线饼，且各高压绕组和低压绕组的线饼分别位于同轴的不同圆柱面；位于同一径向平面上的各高压绕组的线饼之间具有间隙；位于同一径向平面上的各低压绕组的线饼之间具有间隙。

在本实用新型所述的线圈绕制结构中，所述至少两个高压绕组绕设在第一线圈撑条组上，所述至少两个低压绕组绕设在第二线圈撑条组上。

在本实用新型所述的线圈绕制结构中，所述至少两个高压绕组包括第一高压绕组和第二高压绕组，其中：

所述第一线圈撑条组包括多个第一撑条以及多个第一垫块，所述多个第一撑条在所述铁芯风道筒与高压风道筒之间呈辐射状分布；所述第一垫块垂直于所述第一撑条的撑条齿，所述第一高压绕组和第二高压绕组分别位于所述第一垫块的两侧。

在本实用新型所述的线圈绕制结构中，所述第一垫块粘接或卡接在所述第一撑条的撑条齿上；或者所述第一垫块粘接或卡接在第一高压绕组上。

在本实用新型所述的线圈绕制结构中，所述至少两个低压绕组包括第一低压绕组和第二低压绕组，其中：

所述第二线圈撑条组包括多个第二撑条以及多个第二垫块，所述多个第二撑条在所述高压风道筒之外呈辐射状分布；所述第二垫块垂直于所述第二撑条的撑条齿，所述第一低压绕组和第二低压绕组分别位于所述第二垫块的两侧。

在本实用新型所述的线圈绕制结构中，所述第二垫块粘接或卡接在所述第二撑条的撑条齿上；或者所述第二垫块粘接或卡接在第一低压绕组上。

在本实用新型所述的线圈绕制结构中，处于最内侧的高压绕组与所述铁芯风道筒之间具有间隙，处于最外侧的高压绕组与所述高压风道筒之间具有间隙，处于最内侧的低压绕组与所述高压风道筒之间具有间隙。

在本实用新型所述的线圈绕制结构中，所述线圈绕制结构包括低压风道筒，所述低压风道筒套于所述至少两个低压绕组外，且处于最外侧的低压绕组与所述低压风道筒之间具有间隙。

本实用新型还提供一种移相整流变压器，包括如上所述的线圈绕制结构。

在本实用新型所述的移相整流变压器中，所述移相整流变压器内具有第一风道和/或第二风道，其中：

所述第一风道沿所述铁芯风道筒的轴向设置，所述第二风道沿垂直于所述铁芯风道筒轴向的方向设置。

本实用新型的线圈绕制结构及移相整流变压器具有以下有益效果：通过将高压线圈分成相隔的第一高压绕组和第二高压绕组，可大大提高高压线圈部分的通风散热效率，从而解决大功率移相整流变压器通风散热问题。本实用新型还将低压线圈分成相隔的第一低压绕组和第二低压绕组，可大大提高低压线圈部分的通风散热效率。

附图说明

图1是现有移相整流变压器中线圈的绕制结构示意图；

图2是图1中移相整流变压器的高压线圈和低压线圈的局部结构示意图；

图3是本实用新型线圈绕制结构实施例的示意图；

图4是本实用新型线圈绕制结构实施例的局部结构示意图；

图5是本实用新型移相整流变压器实施例的示意图；

图6是本实用新型移相整流变压器另一实施例的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的线圈绕制结构，将移相整流变压器中的高压线圈绕制成两个高压绕组，或者将低压线圈绕制成至少两个低压绕组，或者将高压线圈绕制成两个高压绕组同时将低压线圈绕制成至少两个低压绕组，可大大降低冷却气流的风阻，从而提高移相整流变压器的散热效率。在上述结构中，高压绕组和低压绕组中的每一个包括多个径向中心位于同一圆柱面并层叠设置的线饼，且不同高压绕组和低压绕组的线饼分别位于同轴的不同圆柱面；位于同一径向平面上两个相邻的高压绕组或两个相邻的低压绕组的线饼之间具有间隙。

具体地，如图3、4所示，是本实用新型线圈绕制结构一个实施例的示意图，该线圈绕制结构可应用于移相整流变压器，并提高移相整流变压器的散热效率。本实用新型中的线圈绕制结构包括铁芯风道筒20、高压线圈、高压风道筒23以及低压线圈。上述铁芯风道筒20套于铁芯上，且在铁芯风道筒20与铁芯之间具有间隙，从而形成为铁芯散热的风道；高压线圈绕设在铁芯风道筒20和高压风道筒23之间；低压线圈则绕设在高压风道筒23外。

上述高压线圈包括第一高压绕组211和第二高压绕组212，且第一高压绕组211包括多个径向中心位于第一圆柱面并层叠设置的第一线饼，第二高压绕组212包括多个径向中心位于第二圆柱面并层叠设置的第二线饼。上述第一圆柱面和第二圆柱面同轴，且第二圆柱面位于第一圆柱面的外侧；位于同一径向平面上的第一线饼与第二线饼之间具有间隙，即第一高压绕组211和第二高压绕组212之间具有间隙。

上述线圈绕制结构通过将高压线圈分成第一高压绕组211和第二高压绕组212，并在第一高压绕组211和第二高压绕组212之间设置间隙，使高压线圈内部具有空气流动通道，可大大减小高压线圈的风阻，同时增加高压线圈的散热面积，从而提高高压线圈的通风散热效率，解决大功率移相整流变压器通风散热问题。上述线圈绕制结构在2000KVA以上的移相整流变压器中具有很明显的优势。当然，除了将高压线圈分成两个绕组，在一些更大功率应用中，可将高压线圈绕制成更多个绕组，例如三个绕组、四个绕组等。

为使散热均匀，可使第一高压绕组211和第二高压绕组212的径向宽度为15～30mm。并且，可使用第一线圈撑条组实现第一高压绕组211和第二高压绕组212的绕制。

具体地，第一线圈撑条组可包括多个第一撑条26以及多个第一垫块28，上述多个第一撑条26在铁芯风道筒20与高压风道筒23之间呈辐射状分布，第一垫块28垂直于第一撑条26的撑条齿，第一高压绕组211和第二高压绕组212分别位于所述第一垫块的两侧。

特别地，上述第一垫块28可粘接或卡接在第一撑条26的撑条齿上；或者上述第一垫块28也可粘接或卡接在第一高压绕组211上。在高压线圈绕制时，可先将第一高压绕组211绕设在第一撑条26的撑条齿之间，待第一高压绕组211绕制完成后，将第一垫块28固定在第一撑条26的撑条齿上或第一高压绕组211上，然后将第二高压绕组绕设在第一垫块28外侧的第一撑条26的撑条齿间。待第二高压绕组212绕制完成，将高压风道筒23套于第二高压绕组212外侧。

类似地，上述低压线圈可包括第一低压绕组221和第二低压绕组222，且第一低压绕组221包括多个径向中心位于第三圆柱面并层叠设置的第三线饼，第二低压绕组222包括多个径向中心位于第四圆柱面并层叠设置的第四线饼。上述第三圆柱面和第四圆柱面同轴，且第四圆柱面位于第三圆柱面的外侧；位于同一径向平面上的第三线饼与第四线饼之间具有间隙。

通过将低压线圈分成第一低压绕组221和第二低压绕组222，并在第一低压绕组221和第二低压绕组222之间设置间隙，使低压线圈内部具有空气流动通道，可大大减小低压线圈的风阻，同时增加低压线圈的散热面积，从而提高低压线圈的通风散热效率，解决大功率移相整流变压器通风散热问题。当然，除了将低压线圈分成两个绕组，在一些更大功率应用中，可将低压线圈绕制为更多个绕组，例如三个绕组、四个绕组等。

同样地，上述第一低压绕组221和第二低压绕组222可绕设在第二线圈撑条组上。上述第二线圈撑条组包括多个第二撑条27以及多个第二垫块29，且多个第二撑条27在高压风道筒23之外呈辐射状分布。第二垫块29垂直于第二撑条27的撑条齿，第一低压绕组221和第二低压绕组222分别位于第二垫块29的两侧。特别地，第二垫块29可粘接或卡接在第二撑条27的撑条齿上；或者第二垫块29也可粘接或卡接在第一低压绕组221上。

此外，在低压线圈外周，还可增加一个低压风道筒25，即低压线圈位于高压风道筒23和低压风道筒25之间，从而更好地实现风道内气体的导流。

如图5所示，本实用新型还提供一种移相整流变压器，该移相整流变压器可应用于高压变频器，并包括如上所述的线圈绕制结构。在本实施例中，铁芯风道筒套于铁芯3上，由第一高压绕组和第二高压绕组构成的高压线圈绕设在铁芯风道筒和高压风道筒之间，由第一低压绕组和第二低压绕组构成的低压线圈分别绕设在高压风道筒和低压风道筒25之间。在线圈绕制结构的底部，可设有风扇(可同时在线圈绕制结构的顶部增加风扇)，从而在线圈绕制结构内形成沿铁芯的轴向设置的第一风道。

由于第一高压绕组和第二高压绕组之间具有间隙，第一低压绕组和第二低压绕组之间具有间隙，从而使第一风道内的风可快速地流动并带走热量，从而提高了移相整流变压器的散热效率。

如图6所示，上述移相整流变压器的低压风道筒25上可具有相对设置的进风口和出风口，从而在线圈绕制结构上形成横向的第二风道。此时，由于第一高压绕组和第二高压绕组之间具有间隙，第一低压绕组和第二低压绕组之间具有间隙，使得高压线圈和低压线圈的散热面积相对增加，同样可提高移相整流变压器的散热效率。

当然，在实际应用中，可在移相整流变压器中同时设置第一风道和第二风道，从而形成交叉的风道结构，进一步提高散热效率。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种线圈绕制结构，包括铁芯风道筒、高压线圈、高压风道筒以及低压线圈，且所述高压线圈绕设在所述铁芯风道筒和高压风道筒之间、所述低压线圈绕设在高压风道筒外；其特征在于，所述高压线圈包括至少两个高压绕组，和/或所述低压线圈包括至少两个低压绕组，其中：

所述高压绕组和低压绕组中的每一个包括多个径向中心位于同一圆柱面并层叠设置的线饼，且各高压绕组和低压绕组的线饼分别位于同轴的不同圆柱面；位于同一径向平面上的各高压绕组的线饼之间具有间隙；位于同一径向平面上的各低压绕组的线饼之间具有间隙。

2.根据权利要求1所述的线圈绕制结构，其特征在于，所述至少两个高压绕组绕设在第一线圈撑条组上，所述至少两个低压绕组绕设在第二线圈撑条组上。

3.根据权利要求2所述的线圈绕制结构，其特征在于，所述至少两个高压绕组包括第一高压绕组和第二高压绕组，其中：

所述第一线圈撑条组包括多个第一撑条以及多个第一垫块，所述多个第一撑条在所述铁芯风道筒与高压风道筒之间呈辐射状分布；所述第一垫块垂直于所述第一撑条的撑条齿，所述第一高压绕组和第二高压绕组分别位于所述第一垫块的两侧。

4.根据权利要求3所述的线圈绕制结构，其特征在于，所述第一垫块粘接或卡接在所述第一撑条的撑条齿上；或者所述第一垫块粘接或卡接在第一高压绕组上。

5.根据权利要求2所述的线圈绕制结构，其特征在于，所述至少两个低压绕组包括第一低压绕组和第二低压绕组，其中：

所述第二线圈撑条组包括多个第二撑条以及多个第二垫块，所述多个第二撑条在所述高压风道筒之外呈辐射状分布；所述第二垫块垂直于所述第二撑条的撑条齿，所述第一低压绕组和第二低压绕组分别位于所述第二垫块的两侧。

6.根据权利要求5所述的线圈绕制结构，其特征在于，所述第二垫块粘接或卡接在所述第二撑条的撑条齿上；或者所述第二垫块粘接或卡接在第一低压绕组上。

7.根据权利要求1所述的线圈绕制结构，其特征在于，处于最内侧的高压绕组与所述铁芯风道筒之间具有间隙，处于最外侧的高压绕组与所述高压风道筒之间具有间隙，处于最内侧的低压绕组与所述高压风道筒之间具有间隙。

8.根据权利要求7所述的线圈绕制结构，其特征在于，所述线圈绕制结构包括低压风道筒，所述低压风道筒套于所述至少两个低压绕组外，且处于最外侧的低压绕组与所述低压风道筒之间具有间隙。

9.一种移相整流变压器，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的线圈绕制结构。

10.根据权利要求9所述的移相整流变压器，其特征在于，所述移相整流变压器内具有第一风道和/或第二风道，其中：

所述第一风道沿所述铁芯风道筒的轴向设置，所述第二风道沿垂直于所述铁芯风道筒轴向的方向设置。