CN2327058Y

CN2327058Y - 调磁通变压器

Info

Publication number: CN2327058Y
Application number: CN 98204008
Authority: CN
Inventors: 常铁军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-04-24
Filing date: 1998-04-24
Publication date: 1999-06-30
Anticipated expiration: 2008-04-24

Abstract

调磁通变压器由硅钢片挤压贴叠粘合而成的具有一次铁芯柱、二次铁芯柱、补偿铁芯柱、上铁轭、下铁轭铁芯和一次线圈、二次线圈、补偿线圈及置于上铁轭和二次铁芯柱,补偿芯柱间的滑动铁芯构成,滑动铁芯与二次铁芯柱、补偿铁芯柱滑动摩擦配合,变压器通过滑动铁芯的滑移调节改变铁芯柱中通过的交变磁通密度来改变铁芯柱上所绕制线圈的感应电压的大小,实现输出电压的调压和变压,其特点是集调压器与变压器功能于一体,无移动触点,过载承受能力强,调压过程平滑,有功损耗小,可用来制作交流稳压电源,电气试验变压器和操作箱等。

Description

调磁通变压器

本实用新型涉及一种调压变压器。

现有的用于单相交流电的调压器和变压器均是功能单一、各自独立的电气设备，调压器只能用来调压而不能作为变压器使用，而变压器则不能作为调压器使用。现有的使用最为普遍的互感式调压器和自耦式调压器多为通过滑动碳刷在线圈上的滑动位移改变调压器的通电匝数改变感应电势的大小调节、改变输出电压的，调压器的调压是通过直接调节电压值大小而实现的，是一种调压式调压器。由于现有调压器存在有滑动触点，当负荷的电流过大时极易产生电火花使供电质量受到影响，而且很容易将调压器损坏。调压器的滑动碳刷与调压器线圈为滑动摩擦配合，随着调压器的不断使用碳刷的不断磨损使调压器不能正常使用以致损坏。由于上述原因，现有的调压器的使用寿命一般都不长。其次，调压器的与碳刷滑动摩擦配合的线圈绕制时不能重叠，使调压器的功率受郅了限制。当使用自耦式调压器与变压器制作交流调压试验变压器时需要调压器、变压器二台设备，特别是制作大容量的交流试验变压器时整台设备耗用材料多，重量大，设备的搬运、使用极为不便，而且易损坏。使用运行时有功损耗大，升压调压过程不平稳，难以输出精确的高电压值。

本实用新型的目的是提供一种利用调节改变变压器铁芯柱中通过交变磁通密度改变铁芯柱上所绕线圈的感应电势进行调压、变压的，集调压器功能和变压器功能为一体的调磁通变压器。

本实用新型的目的是通过下述设计实现的。

调磁通变压器由硅钢片挤压贴叠粘合而成的具有一次铁芯柱、二次铁芯柱、补偿铁芯柱、上铁轭、下铁轭的铁芯、绕制在一次铁芯柱的一次线圈、绕制在二次铁芯柱上的二次线圈，绕制在补偿铁芯柱上的补偿线圈和置于上铁轭、二次铁芯柱、补偿铁芯柱间的由硅钢片挤压贴叠粘合而成的滑动铁芯构成，滑动铁芯与上铁轭、二次铁芯柱端面、补偿铁芯柱端面为滑动摩擦配合，调磁通变压器一次线圈为输入端，二次线圈和补偿线圈为输出端。

为了保证滑动铁芯的工作可靠性，防止其在往返滑移时发生偏离及卡滞现象，滑动铁芯两侧置有挡板，两挡板支承、固定在上铁轭、二次铁芯柱、补偿铁芯柱上。滑动铁芯下方置有滑动导向板，滑动导向板两端分别连接固定在二次铁芯柱和补偿铁芯柱上，滑动导向板上板面与二次铁芯柱端面、补偿铁芯柱端面位于同一水平面上。

为了降低调磁通变压器的磁阻，减少变压器自身的能耗，调磁通变压器铁芯的硅钢片一部分单独制成具有斜接口的一次铁芯柱钢片、二次铁芯柱钢片、补偿铁芯柱钢片，上铁轭钢片、下铁轭钢片，一部分单独制成具有垂直接口的一次铁芯柱钢片、二次铁芯柱钢片、补偿铁芯柱钢片、上铁轭钢片、下铁轭钢片、剩余部分制成整体结构型式的具有一次铁芯柱钢片、二次铁芯柱钢片、补偿铁芯柱钢片、上铁轭钢片，下铁轭钢片的变压器铁芯片。三部分钢片交替排列，单独制作的钢片对口拼对连接挤压贴叠粘合成变压器铁芯，铁芯中单独制作的一次铁芯柱钢片、二次铁芯柱钢片、补偿铁芯柱钢片，上铁轭钢片、下铁轭钢片的取向与铁芯柱中交变磁通的通过方向一致。

为了减少变压器的材料用量、保证变压器的性能，调磁通变压器铁芯的上铁轭长度可小于下铁轭长度，但上铁轭与滑动铁芯的接触面积至少等于上铁轭的横截面面积。滑动铁芯的长度至少等于二次铁芯柱与补偿铁芯柱的中心距，以保证滑动铁芯在滑动位移过程中使通过交变磁通的磁回路铁芯截面积保持不变。

调磁通变压器的进一步完善是装有滑动铁芯驱动装置，以利于使用时操作和控制滑动铁芯的滑动位移。滑动铁芯驱动装置由驱动直流电动机和传动机构构成，使用时滑动铁芯驱动装置与控制电路配合可手动或者电动控制滑动铁芯的滑动移位。调磁通变压器是利用调整变压器铁芯中通过的交变磁通密度来改变铁芯柱上所绕线圈的感应电压进行调压和变压的，它集调压器功能和变压器功能于一体，减少了材料用量，缩小了设备的体积和重量，降低了设备制作成本，调磁通变压器无滑动电接触点，过载承受能力强，调压、变压过程平稳，有功损耗小。可制成用于不同电压等级的调压变压器，适于制作交流稳压电源，交流耐压试验变压器，操作箱等使用。

附图是本实用新型的实施例，下面结合实施例详细说明本实用新型。

图1为调磁通变压器结构图。

图2为上铁轭长度小于下铁轭长度的调磁通变压器结构图。

图3为图1所示调磁通变压器铁芯硅钢片结构图。

图4为采用调磁通变压器制作的交流稳压电源装配结构示意图。

图5为图4所示交流稳压电源的控制电路图。

如图1所示，调磁通变压器由硅钢片挤压贴叠粘合而成的具有一次铁芯柱(18)、二次铁芯柱(12)、补偿铁芯柱(10)、上铁轭(2)、下铁轭(13)的铁芯，置于上铁轭与二次铁芯柱，补偿铁芯柱间的由硅钢片挤压贴叠粘合而成的滑动铁芯(8)、绕制在一次铁芯柱上的一次线圈(17)、绕制在二次铁芯柱上的二次线圈(14)，绕制在补偿铁芯柱上的补偿线圈(9)构成，滑动铁芯与上铁轭、二次铁芯柱端面，补偿铁芯柱端面为滑动摩擦配合、滑动铁芯长度等于二次铁芯与补偿铁芯柱间的中心距。滑动铁芯两侧置有用磁绝缘材料制成的挡板(6)、(7)，滑动铁芯下方置有磁绝缘材料制成的滑动导向板(11)，两挡板支承、固定在上铁轭、二次铁芯柱、补偿铁芯柱上，滑动导向板两板端分别固定在二次铁芯柱端和补偿铁芯柱端，滑动导向板上板面与二次铁芯柱端面、补偿铁芯柱端面位于同一水平面上，以防止滑动铁芯滑动位移时发生偏离和卡滞现象，保证变压器工作的可靠性。为了便于采用控制电路操作和控制变压器滑动铁芯的滑动位移，滑动铁芯有由直流电机(16)、通过磁绝缘安装板(5)支承固定在滑动铁芯柱端的螺杆(4)，装于螺杆上并与螺杆螺纹配合的从动齿轮(3)，与从动齿轮啮合固定在电机轴上的主动齿轮(15)和固定在上铁轭上的从动齿轮定位挡(1)构成的滑动铁芯驱动装置，利用滑动铁芯驱动装置与控制电路配合可手动或自动控制滑动铁芯的滑动位移。

如图2所示，为了减变压器制作材料的消耗，降低设备的自身重量和生产成本，在滑动铁芯与上轭体接触面积等于上铁轭截面面积的条件下，上铁轭长度可小于下铁轭长度。

如图3所示，调磁通变压器铁芯的一部分一次铁芯柱钢片、二次铁芯柱钢片、补偿铁芯柱钢片、上铁轭钢片、下铁轭钢片单独制作成具有斜接口的钢片，一部分单独制作成带有垂直接口的钢片，一部分制成整体结构的钢片、三种钢片交替排列，单独制作的钢片的取向与铁芯柱中交变磁通的通过的方向保持一致的情况下对口连接后挤压贴叠粘合成变压器铁芯。制成的变压器铁芯一层为如图3-a所示的具有全斜接缝的铁芯柱钢片、一层为如图3-b所示的具有全直接缝的铁芯柱钢片，一层为如图3-c所示的无接缝的整体结构的铁芯柱钢片。由于变压器铁芯中有大部分的钢片取向与铁芯中通过的交变磁通方向一致，从而大大降低了铁芯的磁阻，故变压器的铁磁损耗很小。

调磁通变压器工作过程是：当一次铁芯柱上的一次线圈接通交流电源后铁芯中就产生了交变磁通，并经上、下铁轭、滑动铁芯、二次铁芯柱和补偿铁芯柱形成磁通回路。二次铁芯柱上的二次线圈、补偿铁芯柱上的线圈在交变磁通作用下产生交流感应电压，根据使用要求的不同，进行线圈不同极性的连接由二次线圈或是补偿线圈输出交流电压，从而具有变压器的功能。调整滑动铁芯的位置，改变其与二次铁芯柱和补偿铁芯柱的接触面积，即改变了二次铁芯柱和补偿铁芯柱的导磁截面，从而重新分配了通过两个铁芯柱中的交变磁通密度，二次线圈、补偿线圈的感应电压即发生改变，从而调整改变了变压器输出的电压，此时变压器即具有调压器的功能，在调压过程中当滑动铁芯向补偿铁芯柱方向位移后，二次铁芯柱中通过变磁通移向补偿铁芯柱中通过，使通过交变磁通的磁回路铁芯截面保持不变，从而防止了因磁回路磁阻增大，一次铁芯柱中通过的交变磁通密度减小引起一次线圈自感电势减小、电流增大而将一次线圈烧毁现象的发生。

如图4，图5所示，调磁通变压器制成的低压交流稳压电源由电源开关，调磁变通变压器，限位开关T₅、T₆，电源变压器BYQ，交直流整流滤波电路、自动控制电路、输出电压反馈装置及电流、电压表构成。电源开关为市售的带有过流保持装置的电源开关，调磁通变压器的一次线圈的“*”端与二次线圈的非“*”端联接，二次线圈的“*”端与补偿线圈的“*”端联接，一次线圈的非“*”端和补偿线圈的非“*”端为低压交流稳压电源的输出端。限位开关为连动开关，限位开关装于滑动铁芯两端的前方对滑动铁芯进行滑动限位控制。交直流整流滤波电路为由整流桥和滤波电容构成的交、直流全波整流滤波电路。自动控制电路由升压控制电路、稳压输出控制电路、降压控制电路并联而成。升压控制电路由正极与交直流整流滤波电路正极联接的可控硅KT₁、电磁接触器JT₁构成，稳压输出控制电路由正极与交直流整流滤波电路正极联接的可控硅KT₂和电磁接触器JT₂和电阻R、电容C串联构成的RC延时电路及截流二极管D构成，升压控制电路由正极与交直流整流滤波电路正极联接的可控硅KT₃和电磁接触器JT₃构成。输出电压反馈装置跨接在调磁通变压器输出端，它由度盘上设有低电压触点L，设定电压触点M，高电压触点H的电磁系电位计构成，电位计指针接交直流整流滤波电路正极。触点L通过连动限位开关T₅的常闭接点T_5-2和限流电阻R₁与升压控制电路的可控硅KT₁的控制极联接，触点M通过限流电阻R₂与稳压输出控制电路的可控硅KT₂控制极联接，触点H通过连动限位开关T₆的常闭接点T_6-2和限流电阻R₃与降压控制电路的可控硅KT₃的控制极联接。KT₁负极通过电磁接触器JT₃的常闭触头T_3-2与电磁接触器JT₁的电磁线圈J₁一端联接，电磁线圈J₁另一端通过电磁接触器JT₂的常闭触头T_2-1与交直流整流滤波电路的负极联接。KT₂负极与电磁接触器JT₂的电磁线圈J₂一端联接，电磁线圈J₂另一端于RC延时电路一端联接的同时与截流二极管D正极联接。RC延时电路另一端与交直流整流滤波电路负极联接，二极管D负极通过电磁接触器JT₂的常闭触头T_2-1与交直流整流滤波电路负极联接。电磁接触器JT₁、JT₃的常开触头T_1-1、T_3-1并联后与M点联接，并联电路的另一端通过限流电阻R₂与可控硅KT₂控制极联接。联动限位开关T₅的常开接点T_5-1和连动限位开关T₆的常开接点T₆-1并联后一端接交直流整流滤波电路正极联接，另一端与M点联接。可控硅KJ₃负极通过电磁接触器JT₁的常闭触头T_1-2与电磁接触器JT₃的电磁线圈J₃一端联接、J₃另一端通过电磁接触器JT₂常闭触头T_2-1与交直流整流滤波电路负极联接的同时通过电磁接触器的常开触头T_3-4与直流电机正极(或负极)联接，直流电机负极(或正极)通过电磁接触器JT₃的常开触头T_3-3与交直流整流滤波电路正极联接，直流电机正极(或负极)通过电磁接触器JT₁的常开触头T_1-3与直流整流滤波电路的正极联接，升压控制电路和降压控制电路通过常闭触头T_3-2和T_1-2构成互锁电路。

低压交流稳压电源使用时，当输出电压低于设定值时，电位计指针与L接通，升压控制电路工作。常开触头T_1-3、T_1-4闭合，直流电机与电源接触旋动，滑动铁芯滑移，改变铁芯中的磁通密度进行升压，当输出电压达到设定值时电位计指与M接触，稳压输出控制电路工作常闭触头T_2-1开启电机断路、滑动铁芯停止滑移，经延时电路延时后稳压输出控制电路停止工作稳压电源进入正常的稳压输出运行状态。与上述工作过程相同，当输出电压高时降压控制电路工作，直流电机接通电源反转拖动滑动铁芯向反向滑移进行降压。

当输出电压过低或过高时，滑动铁芯滑移达到设定的滑移极限时，输出常开接点电压仍不能达到设定的电压值时，滑后铁芯端顶触限位开关T₅或T6使其常开触点闭合、常闭接点开启，使升压(或降压)控制电路处于断路状态不进行工作，此时降压(或升压)控制电路仍能正常工作。

Claims

1、一种调磁通变压器，其特征是由硅钢片挤压贴叠粘合而成的具有一次铁芯柱、二次铁芯柱、补偿铁芯柱、上铁轭、下铁轭的铁芯、绕制在一次铁芯柱上的一次线圈、绕制在二次铁芯柱上的二次线圈、绕制在补偿铁芯柱上的补偿线圈和置于上铁轭、二次铁芯柱、补偿铁芯柱间的由硅钢片挤压贴叠粘合而成的滑动铁芯构成，滑动铁芯与上铁轭、二次铁芯柱端面，补偿铁芯柱端面为滑动摩擦配合。

2，按权利要求1所述的调磁通变压器，其特征是滑动铁芯两侧置有挡板，两挡板支承、固定在上铁轭、二次铁芯柱、补偿铁芯柱上，滑动铁芯下方置有滑动导向板，滑动导向板两端分别连接固定在二次铁芯柱、补偿铁芯柱上，滑动导向板上板面与二次铁芯柱端面、补偿铁芯柱端面位于同一水平面上。

3、按权利要求1所述的调磁通变压器，其特征是所说变压器铁芯的硅钢片一部分单独制成具有斜接口的一次铁芯柱钢片、二次铁芯柱钢片、补偿铁芯柱钢片、上铁轭钢片、下铁轭钢片，一部分单独制成具有垂直接口的一次铁芯柱钢片，二次铁芯柱钢片、补偿铁芯柱钢片、上铁轭钢片、下铁轭钢片、剩余部分制成具有一次铁芯柱钢片、二次铁芯柱钢片、补偿铁芯柱钢片、上铁轭钢片、下铁轭钢片的整体式变压器铁芯钢片，三部分钢片交替排列，单独制成的钢片取向与铁芯柱中交变磁通的通过方向保持一致对口拼对连接挤压贴叠粘合成变压器铁芯。

4、按权利要求1所述的调磁通变压器，其特征是所说滑动铁芯与上铁轭的接触面积至少等于上铁轭的横截面面积，滑动铁芯的长度至少等于二次铁芯柱和补偿铁芯柱的中心距。

5、按权利要求1所述的调磁通变压器，其特征是所说滑动铁芯有由直流电机和传动机构构成的驱动装置。