CN2371656Y - 三相变单相三倍频变压器供电装置 - Google Patents
三相变单相三倍频变压器供电装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及电源供电技术。该供电装置主要为三相变单相的变压器结构,附加有功率补偿元件。三相变单相的变压器中初级绕组接工频电源,采用星形接法(Y),次级绕组接成开口三角(),得到三倍频、输入侧三相电流平衡的两相电源。采用本实用新型供电装置可以得到三倍频且输入侧三相电流平衡的两相工作电源,克服了现有大功率单相负荷造成电网电流严重不平衡的现象及所导致的一系列问题。
Description
本实用新型涉及电源供电技术，主要提出一种三相变单相三倍频变压器供电装置。
电力系统供电都是三相制。但工业电热设备有不少是单相用电；如电焊机、点焊机、单相电弧炉、金钢石热压机、感应电炉等。由于单相容量大，故造成电网三相负荷极不平衡，这将危及电力网和同一电网中其它用电设备的安全运行。如某工厂自用供电变压器为SJ-100KVA，输入电压10KV，输入额定电流5.78A，输出三相电压400V，输出额定电流143A。用电负荷为单相低压50KVA金刚石热压机和三相机床电机30KW。50KVA金钢石热压机额定电流为132A，当热压机工作时，两相电流为132A，100KVA的供电变压器输出的电流143A几乎全部用完，而另一相电流空载没负荷，所以其它设备不能用电，造成其它设备停产。
在工矿企业中，低压配电网上，由于出现三相供电不平衡，也就有逆相电压产生，在同一电网上的三相交流电机定子上产生一个逆相序旋转磁场，电动机在正逆两个磁场的作用下，电动机出力减少，电机绕组发热较重，严重时绕毁电机。按国家标准要求，三相负荷不平衡度不得超过20％，为此对大功率单相电热设备必须考虑三相平衡问题。
本实用新型提出三相变单相三倍频变压器供电装置的目的即在于克服现有供电装置存在的三相负荷的严重不平衡现象，为单相用电的大功率负载提供三倍频、输入三相电流平衡的两相工作电源。
本实用新型完成其发明任务所采取的技术方案是：供电装置主要包括三相变单相的变压器结构，并附加有功率补偿元件；变压器接工频电源的初级绕组采用星形接法(Y)，次级绕组采用开口三角形接法(
)；从而得到三倍频，输入侧三相电流平衡的两相电源。用以为单相用电的大功率负载提供工作电源。
三相变单相变压器的初级绕组接成星形(Y)，而次级绕组接成开口三角(
)则二次输出为三倍频。从理论上分析：三次谐波是同相量的，变压器的次级绕组是串联而通过同一电流的，只要初级侧三相电源电压平衡，三相铁芯磁路长度及面积相等，每一相初、次级线圈匝数相等，铁芯是同一材料做成，就可以得到三相平衡的线电流和三相平衡的功率。
本实用新型供电装置的变压器部分输入端接入一组滤波电路，滤除三次及三次倍频以外的高次谐波并提高功率因数和效率，在变压器的输出端上并接一组提高功率的补偿元件。
即变压器一次侧串接一组扼流圈，并接一组电容器，构成滤波电路，变压器的二次侧并联电容C1、C2作为功率补偿元件，调节输出功率、功率调节范围5～100％。
在变压器中增加一个补偿绕组，滤波电路接在补偿绕组上。
本实用新型三相变单相变压器的线路联接及铁芯结构可为：
1、由三台单相壳式铁芯变压器互相联接构成，其接工频电源的初级绕组为星形接法，次级绕组接成开口三角形。
2、由三台单相芯式铁芯变压器互相联接构成，其接工频电源的初级绕组为星形接法，次级绕组接成开口三角形。
3、一个主体铁芯内包容有三个单相变压器铁芯，绕制三个初级绕组和三个次级绕组，初级绕组为星形接法，次级绕组为开口三角的接法。其具有三相五柱式变压器铁芯结构和三相壳式变压器铁芯结构。
采用本实用新型供电装置可以得到三倍频(在国内为150HZ)，且输入侧三相电流平衡的两相工作电源，克服了现有供电装置输入侧电流严重不平衡的现象及所导致的一系列问题。适宜作为单相大功率负载的供电工作电源。如电焊机、点焊机、单相电弧炉、金刚石热压机、感应电炉等。
实施例：
附图1为本实用新型结构示意图。
附图2为本实用新型增加补偿绕组的结构示意图。
附图3为三相变单相变压器第一种结构示意图。
附图4为三相变单相变压器第二种结构示意图。
附图5为三相变单相变压器第三种结构示意图。
附图6为三相变单相变压器第四种结构示意图。
参照附图的实施例对其结构加以进一步说明。
如附图1所示结构，本实用新型供电装置其主体为一三相变单相的变压器结构，接工频电源的初级绕组为星形接法(Y)，次级绕组接成开口三角(
)，一次侧串接一组扼流圈L0，并接一组电容器C0，组成滤波电路，二次侧并联电容C1、C2用以调节输出功率。
如附图2所示，在变压器中增加一个补偿绕组，扼流圈L0和电容C0接在补偿绕组上，由此进一步提高效率和功率因数，其它结构与附图1相同。
如附图3所示结构，主体部分的变压器结构中，变压器由三台单相壳式铁芯变压器联接组成，三个初级绕组接工频电源并为星形接法，三个次级绕组接成开口三角。
如附图4所示结构，主体部分的变压器结构中，变压器由三台单相芯式铁芯变压器联接组成，三个初级绕组接工频电源并为星形接法，三个次级绕组接成开口三角。
如附图5所示结构，主体部分的变压器结构中，变压器铁芯为三相五柱式结构，即在一个主体铁芯上具有五个铁芯柱，绕制三个初级绕组和三个次级绕组，接线方式与图1、图2、图3、图4相同。
如附图6所示结构，主体部分的变压器结构中，变压器为三相壳式铁芯结构，一个主体铁芯内包容有三个单相变压器铁芯，其接线方式同图1、图2、图3、图4、图5，即初级绕组为星形接法，次级绕组为开口三角接法。
本实用新型制作的两台样机。
1、输入为三相输出为单相的三倍频变压器供电装置。通过实验已达到输出单相用电，输入三相电流平衡的目的。
具体试验数据如下：
| 次级 | 初级(50HZ) | 次级(150HZ) | |||||||
| 负荷特性 | UAB(V) | UCB(V) | UCA(V) | IA(A) | IB(A) | IC(A) | u3 | I3 | W |
| 电焊 | 200 | 200 | 200 | 10 | 10 | 10 | - | 13 | - |
焊接时用Φ1mm普通焊条可焊接0.8厘米厚的钢板，焊缝平滑。说明三倍频变压器作为电弧焊接的优越性，是50HZ弧焊机所不能胜任的。数据还说明输入侧电流电压都是平衡的，因此采用三倍频电焊变压器供电装置，(可不致象50HZ电焊机那样)，避免了三相线路的严重不平衡现象。
2、样机2：其变压器采用三相五柱式铁芯结构绕制而成。试验数据如下：
| 次级 | 初级(50HZ) | 次级(150HZ) | ||||||
| 负载特性 | UAB(V) | UCB(V) | UCA(V) | IA(A) | IB(A) | IC(A) | u3 | I3 |
| 电弧焊 | 380 | 380 | 380 | 30 | 30 | 30 | 60 | 252 |
| 热压机电阻负载(二次短路) | 380 | 380 | 380 | 42.5 | 42.5 | 42.5 | - | 410 |
在焊接试验中(电弧炉也同样)由于频率为150HZ因此电弧稳定性有显著改善，由于断弧的机会少，电弧稳定，焊接电流可以降低到50A以下，起弧电压可以小于60V。这些数据都是50HZ电弧焊机难以做到的。
Claims (11)
1、一种三相变单相三倍频变压器供电装置，其特征是主要包括三相变单相的变压器结构，并附加有功率补偿元件；变压器的初级绕组接工频电源，采用星形接法(Y)，次级绕组接成开口三角形(
)；得到三倍频，输入侧三相电流平衡的两相电源。
2、按照权利要求1所述的三相变单相三倍频变压器供电装置，其特征是三相变单相变压器的输入端接入一组滤波电路，滤除三次及三次倍频以外的高次谐波并提高功率因数和效率。
3、按照权利要求1所述的三相变单相三倍频变压器供电装置，其特征是三相变单相变压器的输出端并接一组提高功率的补偿元件。
4、按照权利要求1或2所述的三相变单相三倍频变压器供电装置，其特征是三相变单相变压器的一次侧串接的一组扼流圈L0和并接的一组电容器C0构成滤波电路。
5、按照权利要求1或3所述的三相变单相三倍频变压器供电装置，其特征是变压器二次侧的功率补偿元件采用电容C1、C2。
6、按照权利要求1或2所述的三相变单相三倍频变压器供电装置，其特征是变压器中增加一个补偿绕组，滤波电路接在补偿绕组上。
7、按照权利要求1所述的三相变单相三倍频变压器供电装置，其特征是三相变单相变压器由三台单相壳式铁芯变压器互相联接构成，初级绕组为星形接法(Y)，次级绕组接成开口三角(
)。
8、按照权利要求1所述的三相变单相三倍频变压器供电装置，其特征是三相变单相变压器由三台单相芯式铁芯变压器互相联接构成，初级绕组为星形接法(Y)，次级绕组接成开口三角(
)。
9、按照权利要求1所述的三相变单相三倍频变压器供电装置，其特征是三相变单相变压器中一个主体铁芯内包容有三个单相变压器铁芯，绕制三个初级绕组和三个次级绕组，初级绕组为星形接法(Y)，次级绕组为开口三角(
)的接法。
10、按照权利要求1或9所述的三相变单相三倍频变压器供电装置，其特征是变压器铁芯为三相五柱式结构，即在一个主体铁芯上具有五个铁芯柱，在铁芯柱上绕制三个初级绕组和三个次级绕组；初级绕组为星形接法(Y)，次级绕组为开口三角(
)的接法。
11、按照权利要求1或9所述的三相变单相三倍频变压器供电装置，其特征是变压器铁芯为三相壳式结构。
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| CN 99212564 CN2371656Y (zh) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 三相变单相三倍频变压器供电装置 |
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| CN 99212564 CN2371656Y (zh) | 1999-05-24 | 1999-05-24 | 三相变单相三倍频变压器供电装置 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102281009A (zh) * | 2010-05-25 | 2011-12-14 | 特电株式会社 | 单相三倍频发生装置及高频发生装置 |
| CN104993709A (zh) * | 2015-07-30 | 2015-10-21 | 江苏新特变科技股份有限公司 | 一种磁钢烧结炉用变压器供电电路和供电方法 |
| CN113658786A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-16 | 西安交通大学 | 一种铁磁型三倍频变压器及分频输电系统 |
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1999
- 1999-05-24 CN CN 99212564 patent/CN2371656Y/zh not_active Expired - Fee Related
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