CN210578271U - 一种电源旋转变换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种电源旋转变换装置，包括三相交流减速电动机和中压三相旋转变压器，三相交流减速电动机的输入端与电网三相交流电的输出端电性连接，且三相交流减速电动机的输出轴端与中压三相旋转变压器的转子轴传动连接，三相交流减速电动机为三相交流同步电动机或三相交流异步电动机，并与减速机传动连接。本实用新型通过所设定的三相交流减速电动机的转速，以及设计的中压三相旋转变压器定、转子绕组匝数，在中压三相旋转变压器定子绕组输出端得到与中压三相旋转变压器转子绕组输入端固定比例关系频率、电压的三相交流电源，从而实现电源工频制式转换。具有可靠性高、电磁兼容性好、对电网不造成谐波污染的特点。
Description
技术领域
本实用新型实施例涉及电源变换技术领域，具体涉及一种电源旋转变换装置。
背景技术
电源频率变换一般都采用半导体换流方式，如采用脉宽调制(PWM)技术等，其特点是开关频率高、功率密度高，另外还有体积小、重量轻等优点，因此被广泛运用，然而由于电力电子开关器件(如IGBT)工作在高频通断状态，高频的快速瞬变过程本身就是电磁干扰源，其产生的EMI(电磁干扰)信号有很宽的频率范围，又有一定的幅度，经传导和辐射会污染电磁环境，对通信设备和电子产品造成干扰。
在实际使用时，还存在较多缺点，如PWM调制电路直接实现中压(1000V～35KV)电源频率的转换比较困难，往往要采用高-低-高转换方式，即将中压电源通过变压器降为低压，通过半导体换流改变频率后，再通过变压器升为中压，而且半导体换流器有过载能力弱、电源谐波分量大等缺点。
电源变换也可以采用电动机-发电机变换的机组形式，即由一种电压、频率的电源接入电动机，电动机与发电机传动相连，再由发电机发出所需频率、电压的电。这种方式虽然可以实现电源变换，且谐波分量小，抗过载能力强，但是由于是采用全功率电动机-发电机变换，具有变换效率比较低、装备体积大、成本高等缺点。
实用新型内容
为此，本实用新型实施例提供一种电源旋转变换装置，以解决上述现有技术中存在的相关技术问题。
为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：一种电源旋转变换装置，包括三相交流减速电动机和中压三相旋转变压器，所述三相交流减速电动机的输入端与电网三相交流电的输出端电性连接，且三相交流减速电动机的输出轴与中压三相旋转变压器的转子轴传动连接；
所述三相交流减速电动机为三相交流同步电动机或三相交流异步电动机，一端连接有减速机，所述三相交流减速电动机的工作电压为380V、690V、6KV、10KV等，所述减速机的输出轴与中压三相旋转变压器转子轴传动连接。
进一步地，所述中压三相旋转变压器的定子铁心缠绕有中压定子绕组，且中压三相旋转变压器的转子铁心缠绕有中压转子绕组；具体的，中压定子绕组下在定子铁芯槽内且固定在一起，所述中压转子绕组下在转子铁芯槽内且固定在一起，转子铁芯与转子轴固定在一起。所述中压三相旋转变压器的转子轴上固定有中压集电环，且中压三相旋转变压器的工作电压范围为1000-35000V。
进一步地，所述中压转子绕组与中压定子绕组均采用中压成型绕组。
进一步地，所述中压三相旋转变压器的输入端为中压转子绕组，中压三相旋转变压器的输出端为中压定子绕组。
进一步地，所述转子铁芯与定子铁芯之间设置有气隙，所述气隙的长度范围为1-5mm。
进一步地，所述中压转子绕组与中压定子绕组采用星型接法或三角型接法，所述中压转子绕组与中压定子绕组的匝数为固定值。
进一步地，所述三相交流减速电动机与中压三相旋转变压器中的转子绕组均与同一电网三相交流电源电性连接。
进一步地，所述中压三相旋转变压器采用与中压绕线转子三相异步电机相似结构，中压三相旋转变压器设置有与中压绕线转子三相异步电机相同的机座、端盖和轴承支撑等机械结构，并采用了与中压绕线转子三相异步电机不同的转子中压成型绕组和中压集电环。
本实用新型实施例具有如下优点：
本实用新型由功率仅为变换电源容量20％以下的三相交流减速电动机驱动中压三相旋转变压器中的转子定速运行，而三相交流减速电动机与中压三相旋转变压器转子绕组接入同一电网三相交流电源，通过所设定的三相交流减速电动机的转速，以及设计中压三相旋转变压器定转子匝数，在中压三相旋转变压器定子绕组端得到与中压三相旋转变压器转子绕组输入端固定比例关系频率、电压的三相交流电源，从而实现电源频率与电压的转换，适合用于三相中压交流电工频制式转换，由于不采用大功率半导体变流，与传统采用中压变频器、变压器相比，系统简单、可靠性高、电磁兼容性好、对电网不造成谐波污染，且建设与运营维护成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图2为本实用新型的系统原理图。
图中：1三相交流减速电动机、2中压三相旋转变压器、3中压转子绕组、4中压定子绕组、5中压集电环、6转子铁芯、7定子铁芯、8气隙。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，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。
本实用新型一实施例的电源旋转变换装置，包括三相交流减速电动机1和中压三相旋转变压器2，所述三相交流减速电动机1的输入端与电网三相交流电源电性连接，且三相交流减速电动机1的减速机输出轴与中压三相旋转变压器2的转子轴传动连接。
参照说明书附图1-2，该实施例的电源旋转变换装置的三相交流减速电动机1为三相交流异步电动机或三相交流同步电动机，如所述三相交流异步电动机一端连接有减速机，所述三相交流减速电动机1的工作电压为380V、690V、6KV、10KV，所述减速机的输出轴与中压三相旋转变压器2的转子轴传动连接。
进一步的，所述中压三相旋转变压器2的定子铁心7槽内下有中压定子绕组4，且中压三相旋转变压器2的转子铁心6槽内下有中压转子绕组3，所述中压定子绕组4缠绕固定在定子铁芯7上，所述中压转子绕组3缠绕固定在转子铁芯6上，所述中压三相旋转变压器2的转子轴上固定有中压集电环5，且中压三相旋转变压器2的工作电压范围为1000-35000V。
进一步的，所述中压转子绕组3与中压定子绕组4均采用中压成型绕组，所述中压三相旋转变压器2的输入端为中压转子绕组3，中压三相旋转变压器2的输出端为中压定子绕组4。所述中压转子绕组3与中压定子绕组4采用三角型或星型连接，所述中压转子绕组3与中压定子绕组4的匝数为固定值。
进一步的，所述中压三相旋转变压器2的定子绕组输出端为变换后的中压三相交流电源，如输出电压6600V或11000V，频率60Hz的三相交流电源。
进一步的，所述三相交流减速电动机1与中压三相旋转变压器2转子绕组与同一电网三相交流电源电性连接。
进一步地，所述转子铁芯与定子铁芯之间设置有气隙，所述气隙的长度范围为1-5mm。
进一步的，所述中压三相旋转变压器2采用与中压绕线转子三相异步电机相似结构，中压三相旋转变压器设置有与中压绕线转子三相异步电机相同的机座、端盖和轴承支撑等机械结构，并采用了与中压绕线转子三相异步电机不同的转子中压成型绕组和中压集电环。
实施场景具体为：工作过程中，三相交流减速电动机1选用10KV三相交流异步电动机，并将三相交流异步电动机连接减速比5的减速机，输出转速300转/分，减速机输出轴与中压三相旋转变压器2转子轴连接，并设定中压转子绕组3匝数与中压定子绕组4的匝数，使得中压转子绕组3的输入电压与中压定子绕组4的输出电压比例为1：1.1，当中压转子绕组3的输入电压为10000V时，中压定子绕组4的输出电压为11000V，由三相交流减速电动机1驱动中压三相旋转变压器2中的转子铁芯6定速运行，而三相交流减速电动机1与中压三相旋转变压器2转子接入同一电网中压三相交流电源，通过所设定的三相交流减速电动机1的转速，在中压三相旋转变压器2定子输出端得到与中压三相旋转变压器2转子输入固定比例关系频率的三相交流电源，从而实现50Hz至60Hz电源频率的转换，其中气隙8的设定长度为2毫米，可以有效抑制励磁涌流。
更进一步的，实验过程中发现，中压三相旋转变压器也能够在工作电压1000V以下实现变频。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种电源旋转变换装置，包括三相交流减速电动机(1)和中压三相旋转变压器(2)，其特征在于：所述三相交流减速电动机(1)的输入端与电网三相交流电的输出端电性连接，且三相交流减速电动机(1)的输出轴端与中压三相旋转变压器(2)的转子轴传动连接；
所述三相交流减速电动机(1)由三相交流同步电动机或三相交流异步电动机和在其一端连接的减速机组成，所述三相交流减速电动机(1)的工作电压为380V、690V、6KV或10KV，所述减速机的输出轴与中压三相旋转变压器(2)转子铁芯(6)轴传动连接。
2.根据权利要求1所述的一种电源旋转变换装置，其特征在于：所述中压三相旋转变压器(2)的内部设置有中压定子绕组(4)和中压转子绕组(3)，所述中压定子绕组(4)缠绕固定在定子铁芯(7)上，所述中压转子绕组(3)缠绕固定在转子铁芯(6)上，所述中压三相旋转变压器(2)的转子轴上设置有中压集电环(5)，所述转子铁芯(6)和中压集电环(5)紧固在中压三相旋转变压器(2)的转子轴上，且中压三相旋转变压器(2)的工作电压范围为1000-35000V。
3.根据权利要求2所述的一种电源旋转变换装置，其特征在于：所述中压三相旋转变压器(2)的输入端为中压转子绕组(3)，所述中压三相旋转变压器(2)的输出端为中压定子绕组(4)。
4.根据权利要求2所述的一种电源旋转变换装置，其特征在于：所述转子铁芯(6)与定子铁芯(7)之间设置有气隙(8)，所述气隙(8)的长度范围为1-5mm。
5.根据权利要求2所述的一种电源旋转变换装置，其特征在于：所述中压转子绕组(3)与中压定子绕组(4)采用星型接法或三角型接法，所述中压转子绕组(3)与中压定子绕组(4)的匝数为固定值。
6.根据权利要求1所述的一种电源旋转变换装置，其特征在于：所述三相交流减速电动机(1)输入端、所述中压三相旋转变压器(2)的中压转子绕组(3)的输入端与同一电网的三相交流电源电性连接。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110224614A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-10 | 天津清传科技有限公司 | 一种电源旋转变换装置 |
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