多模塊逆變輸出分裂變壓器的製作方法
2023-06-21 07:11:41
專利名稱：多模塊逆變輸出分裂變壓器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電力設備，具體來說，是涉及一種多模塊逆變輸出分裂變壓器。
背景技術：
隨著電力電子設備容量的增大，單個模塊的逆變器容量有時已經不能滿足整機容量的要求，需要採用兩個甚至更多模塊同時輸出，才能達到整機容量。逆變器模塊在逆變輸出時，不可避免地輸出諧波。與之連接的變壓器輸入側線圈產生的諧波含量會較高，如果不採取濾波措施，則變壓器輸出側的濾波含量也會較高。常規的分裂式變壓器不含有內置的電抗器，不具有濾波功能，不能用在這種工況下，否則會使變壓器溫升變高，甚至不能正常工件。而常規的帶內置電抗器的變壓器，輸入、輸出側一般只有一個輸入線圈，不能滿足兩個或兩個以上模塊同時輸出的要求。而且，即便採用帶內置電抗器的變壓器，輸出側仍會
含一定量的諧波。當採用多個模塊並聯，通過分裂式變壓器輸出時，如果各逆變模塊的開關時刻一致，各模塊產生的諧波相位基本一致，變壓器的輸出側諧波含量仍然較高。如果各模塊的開關時刻分為兩組，一組開通時，另一組關斷。與之分別連接的變壓器輸入側線圈產生的諧波含量與前述一樣較高。這時，兩組模塊產生的諧波相位相反。如果仍然採用以前的含內置電抗器的變壓器作為輸出變壓器，由於相位相反的諧波電流產生的磁通在電抗器鐵心磁路中無法形成迴路，電抗器無法實現濾波功能，諧波電流在變壓器線圈和電抗器鐵心中產生的損耗會增大，使變壓器溫升變高。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足之處，提供一種多模塊逆變輸出分裂變壓器，既能夠多模塊同時輸出，滿足電力電子設備整機容量的要求，又具有很好的濾波功能， 降低諧波對設備的不良影響。本發明的目的是這樣實現的一種多模塊逆變輸出分裂變壓器，包括一個變壓器上鐵軛、一個變壓器下鐵軛、 一個、兩個或三個變壓器鐵心柱；一個電抗器上鐵軛、一個電抗器下鐵軛，一個、兩個或三個電抗器鐵心柱，所述電抗器鐵心柱上設有氣隙；以及位於所述電抗器上鐵軛和電抗器下鐵軛之間的電抗器共軛。其中，鐵心柱的材料可以是取向矽鋼、無取向矽鋼、非晶鐵心，也可以是鐵氧體等粉末磁心。其中，所述電抗器鐵心柱的上半部分和下半部分對稱設有一個或多個氣隙。所述電抗器共軛為一截共軛、兩截共軛或多截共軛。進一步地，所述變壓器鐵心柱上可以設有氣隙，也可以不設氣隙。如設置氣隙，所述氣隙位置可以設在中間也可以設置在鐵心柱與鐵軛的交接處。
當所述變壓器鐵心柱為一個時，所述變壓器鐵芯為EI形鐵心；所述電抗器鐵心柱為一個時，所述電抗器鐵心為EI形鐵心，所述多模塊逆變輸出分裂變壓器為單相變壓器。 當所述變壓器鐵心柱和所述電抗器鐵心柱分別為兩個時，所述多模塊逆變輸出分裂變壓器為單相變壓器，當所述變壓器鐵心柱和所述電抗器鐵心柱分別為三個時，所述多模塊逆變輸出分裂變壓器為三相變壓器。所述的多模塊逆變輸出分裂變壓器還包括一個、兩個或三個線圈，與變壓器的結構型式和相數對應，所述線圈包括內層線圈和外層線圈，所述內層線圈繞在所述變壓器鐵心柱上，所述外層線圈繞在內層線圈和電抗器鐵心柱上。其中，所述內層線圈以一段、兩段或多段繞在所述變壓器鐵心柱上；所述外層線圈為兩段或多段，分別繞在內層線圈和電抗器鐵心柱上。所述線圈為一個時，設於所述變壓器上鐵軛、變壓器下鐵軛和電抗器上鐵軛、電抗器下鐵軛之間；所述線圈多於一個時，並列設於所述變壓器上鐵軛、變壓器下鐵軛和電抗器上鐵軛、電抗器下鐵軛之間。進一步地，所述內層線圈和外層線圈之間設有屏蔽層，可以進一步減小經輸入、輸出側線圈間電容耦合到輸出側的諧波。所述屏蔽層為一層銅或鋁的金屬箔。本發明由於採用了上述技術方案，與現有技術相比具有以下有益效果本發明通過將位於所述電抗器上鐵軛和電抗器下鐵軛之間的電抗器共軛設置，為諧波磁通提供了迴路。採用本發明提供的多模塊逆變輸出分裂變壓器，內置共軛可為各輸入線圈產生的諧波磁通提供迴路，電抗器可濾除與各模塊連接的輸入線圈產生的大部分諧波；同時，當各模塊的開關時刻不一致時，兩組模塊產生的諧波電流相位相反，產生的磁通在變壓器鐵心柱中互相抵消，經變壓器鐵心耦合到輸出側的諧波含量大大降低。
通過以下本發明的實施例並結合附圖的描述，示出本發明的其它優點和特徵，該實施例以實例的形式給出，但並不限於此，其中圖1為本發明多模塊逆變輸出分裂變壓器的第一實施例的結構示意圖；圖2為圖1所示實施例的左側視圖方向結構示意圖；圖3為圖1所示實施例中電抗器鐵軛、鐵心柱的結構示意圖；圖4為圖1所示實施例中變壓器鐵軛、鐵心柱的結構示意圖；圖5為本發明多模塊逆變輸出分裂變壓器的第二實施例的結構示意圖；圖6為圖5所示實施例的左側視圖方向結構示意圖；圖7為圖5所示實施例中電抗器鐵軛、鐵心柱的結構示意圖；圖8為圖5所示實施例中變壓器鐵軛、鐵心柱的結構示意圖。
具體實施例方式如圖1、圖2所示的本發明多模塊逆變輸出分裂變壓器的第一實施例，包括一個變壓器上鐵軛11、一個變壓器下鐵軛13、三個變壓器鐵心柱12 ；—個電抗器上鐵軛21、一個電抗器下鐵軛23，三個電抗器鐵心柱22 ；以及位於電抗器上鐵軛21和電抗器下鐵軛23之間的電抗器共軛M。其中，所述電抗器共軛可以為一截共軛、兩截共軛或多截共軛，在本實施例中為兩截共軛。結合圖3所示，電抗器鐵心柱22的上半部分和下半部分均設有氣隙221，本實施例中，上下各對稱設有三個氣隙。結合圖4所示，在變壓器鐵心柱12上設有氣隙121。如圖2所示，多模塊逆變輸出分裂變壓器還包括兩個或三個線圈3，線圈3包括內層線圈31和外層線圈32，內層線圈31繞在變壓器鐵心柱12上，外層線圈32繞在內層線圈31和電抗器鐵心柱22上。其中，內層線圈31以一段、兩段或多段繞在變壓器鐵心柱12 上；外層線圈32為兩段或多段，分別繞在內層線圈31和電抗器鐵心柱22上。線圈3並列設於變壓器上鐵軛11、變壓器下鐵軛13和電抗器上鐵軛21、電抗器下鐵軛23之間。進一步地，在內層線圈31和外層線圈32之間設有屏蔽層(圖中未示出)，屏蔽層為一層銅或鋁的金屬箔，可以進一步減小經輸入、輸出側線圈間電容耦合到輸出側的諧波。如圖5、圖6所示的本發明多模塊逆變輸出分裂變壓器的第二實施例，本實施例與第一實施例的結構基本相同，包括一個變壓器上鐵軛11、一個變壓器下鐵軛13、三個變壓器鐵心柱12 ； —個電抗器上鐵軛21、一個電抗器下鐵軛23，三個電抗器鐵心柱22 ；以及位於電抗器上鐵軛21和電抗器下鐵軛23之間的電抗器共軛M。還包括兩個或三個線圈3， 線圈3包括內層線圈31和外層線圈32，內層線圈31繞在變壓器鐵心柱12上，外層線圈32 繞在內層線圈31和電抗器鐵心柱22上。其中，內層線圈31以一段、兩段或多段繞在變壓器鐵心柱12上；外層線圈32為兩段或多段，分別繞在內層線圈31和電抗器鐵心柱22上。 線圈3並列設於變壓器上鐵軛11、變壓器下鐵軛13和電抗器上鐵軛21、電抗器下鐵軛23 之間。結合圖7所示，電抗器鐵心柱22的上半部分和下半部分均設有氣隙221，本實施例中，上下各設有三個氣隙。結合圖8所示，在變壓器鐵心柱12上設有氣隙121。進一步地，在內層線圈31和外層線圈32之間設有屏蔽層(圖中未示出)，屏蔽層為一層銅或鋁的金屬箔，可以進一步減小經輸入、輸出側線圈間電容耦合到輸出側的諧波。本實施例與第一實施例的不同之處在於本實施例中電抗器共軛為一截共軛。
權利要求
1.一種多模塊逆變輸出分裂變壓器，其特徵在於，包括一個變壓器上鐵軛、一個變壓器下鐵軛、一個、兩個或三個變壓器鐵心柱；一個電抗器上鐵軛、一個電抗器下鐵軛，一個、兩個或三個電抗器鐵心柱，所述電抗器鐵心柱上設有氣隙；以及位於所述電抗器上鐵軛和電抗器下鐵軛之間的電抗器共軛。
2.如權利要求1所述的多模塊逆變輸出分裂變壓器，其特徵在於所述電抗器鐵心柱的上半部分和下半部分對稱設有一個或多個氣隙。
3.如權利要求1或2所述的多模塊逆變輸出分裂變壓器，其特徵在於所述電抗器共軛為一截共軛、兩截共軛或多截共軛。
4.如權利要求1所述的多模塊逆變輸出分裂變壓器，其特徵在於所述變壓器鐵心柱上設有氣隙。
5.如權利要求1所述的多模塊逆變輸出分裂變壓器，其特徵在於所述變壓器鐵心柱為一個時，所述變壓器鐵芯柱為EI形鐵心柱；所述電抗器鐵心柱為一個時，所述電抗器鐵心柱為EI形鐵心柱。
6.如權利要求1所述的多模塊逆變輸出分裂變壓器，其特徵在於，還包括一個、兩個或三個線圈，所述線圈包括內層線圈和外層線圈，所述內層線圈繞在所述變壓器鐵心柱上， 所述外層線圈繞在內層線圈和電抗器鐵心柱上。
7.如權利要求6所述的多模塊逆變輸出分裂變壓器，其特徵在於所述內層線圈以一段、兩段或多段繞在所述變壓器鐵心柱上。
8.如權利要求6所述的多模塊逆變輸出分裂變壓器，其特徵在於所述外層線圈為兩段或多段，分別繞在內層線圈和電抗器鐵心柱上。
9.如權利要求6所述的多模塊逆變輸出分裂變壓器，其特徵在於所述線圈並列設於所述變壓器上鐵軛、變壓器下鐵軛和電抗器上鐵軛、電抗器下鐵軛之間。
10.如權利要求6-9中任一權利要求所述的多模塊逆變輸出分裂變壓器，其特徵在於 所述內層線圈和外層線圈之間設有屏蔽層，所述屏蔽層為一層銅或鋁的金屬箔。
全文摘要
本發明涉及一種多模塊逆變輸出分裂變壓器。一種多模塊逆變輸出分裂變壓器，包括一個變壓器上鐵軛、一個變壓器下鐵軛、一個、兩個或三個變壓器鐵心柱；一個電抗器上鐵軛、一個電抗器下鐵軛，一個、兩個或三個電抗器鐵心柱，所述電抗器鐵心柱上設有氣隙；以及位於所述電抗器上鐵軛和電抗器下鐵軛之間的電抗器共軛。本發明多模塊逆變輸出分裂變壓器既能夠多模塊同時輸出，滿足電力電子設備整機容量的要求，又具有很好的濾波功能，降低諧波對設備的不良影響。
文檔編號H01F27/30GK102568794SQ20121003962
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月21日 優先權日2012年2月21日
發明者徐啟惠, 曹仲飛, 曹祥雄 申請人:上海意蘭可電力電子設備有限公司