多用途多柱多相相互低幹擾組合變壓器的製作方法
2023-10-23 14:18:47 1
專利名稱：多用途多柱多相相互低幹擾組合變壓器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種多用途多柱多相相互低幹擾組合變壓器，屬於電器設備。
背景技術：
面臨輸配電技術與其經濟結構制高點更迭的機遇，電力電子通迅技術的發展，起導技術的進步，特別是發電，配電改造的需要與電力電子行業對變壓器技術性能越來越高的要求，而現有的變壓器難於完成多相輸入，輸出的任務，即使採用三柱磁芯製作的變壓器，也由於其結構的原因，經常出現斷路等故障，一旦其中一相或幾相初次級發生故障就會影響到其餘各相的正常運行，再者，面臨目前磁性材料飽和磁密的限制與超大功率輸變電與超高頻信號變送的要求。於是高可靠性、低互擾、多用途的組合變壓器就愈加成為現實之必需。對於超導變壓器及片式集成變壓器更是如此。
發明內容
本實用新型的目的在於針對上述技術的不足，而提供一種結構合理，多用途、多柱、可多相輸入輸出；且各相相互低幹擾的組合變壓器，它還可有效的與專用循環制冷機組合而成超導變壓器機組。
本實用新型的上述技術問題部分是由如下技術方案實現的。變壓器特徵是變壓器磁芯是磁柱數不少於N+1柱且不少於四柱的多柱磁芯組成，多柱磁芯各磁柱當量磁間距是等比例的，各柱軸心對中心呈均衡分布；多磁柱磁芯由一種及一種以上材料組成，但至少含有一種磁性材料；初、次級線圈端頭接有空氣開關、熔斷器等限流器；各初級線圈組可順序串並接，並引出相應的各相的引線端，各次級線圈組要對應於初級串並接狀況，各次級線圈組相互連接形成各相引出端。多柱磁芯在輸入輸出N相時；有中心柱的多柱磁芯採用N+大1模式，其中大1中心柱截面積不小於(N-1)倍(或N倍)周邊各裝有初、次級線圈的邊柱截面積，中心柱與某個邊柱單邊連接磁體截面積或各相鄰邊柱連接的單邊磁導體截面積都不小於單個邊柱的截面積，且每個邊柱的截面積都相等。無中心柱N-1相及2×(N-1)相管狀或盒狀多柱磁芯採用2×(N-1)模式確定磁柱的數目，相鄰邊柱單邊連接磁導體截面積不小於1/2倍的單邊柱截面積，且每個單邊柱截面積都相等，多柱磁芯可以是一體，或是分體的，分體的多柱磁芯合併後可形成閉和磁路，也可以加入墊片形成非閉和磁路或局部開氣隙加墊片形成非完全閉和磁路以改變抗飽和能力。對於多柱N相有中心柱或N-1相及2×(N-1)相無中心柱相互低幹擾磁芯變壓器而言，初、次級連接及輸入輸出方式或初級角接輸入、次級角接輸出；或初級角接輸入、次級星接輸出；或初級星接輸入、次級角接輸出；或初級星接輸入、次級角接輸出；且各初、次級繞組繞向一致，同相初次級繞組繞制在同磁柱上。該變壓器正常運行時，初級電壓平衡，各相磁通相等，且矢量和為零。對於設置有限流器的變壓器，當某相或其中幾相初級或次級發生故障時，限流器跳開，未發生故障各相線圈磁通通過其於磁柱形成迴路，且磁通不變，因而使其輸出電壓極少變化，正常供電。對於多柱單相輸入多個單相輸出的變壓器而言，對於初級，分別繞於各柱的1線圈尾端與2線圈頭端相連，2線圈尾端與3線圈頭端相連，依次循環...N-2線圈尾端與N-1線圈頭端相連，並由1線圈頭端與N-1線圈尾端引出輸入端，當是有中心柱磁芯時，(要求中心柱與某個邊柱的單邊磁導體的截面積不小於該邊柱截面積且中心柱截面積不小於N-1倍(或N倍)該邊柱截面積)則N-1線圈尾端繼續與N線圈頭端相連，並由1線圈頭端N線圈尾端引出輸入端，對於次級線圈可以角接或星接或分別輸出各單相；對於多柱多單相輸入一個單相輸出的變壓器而言，對於初級線圈可以角接或星接或分別輸入各單相；對於次級分別繞於各柱的1線圈尾端與2線圈頭端相連，2線圈尾端與3線圈頭端相連，依次循環……N-2線圈尾端與N-1線圈頭端相連，並且由1線圈頭端和N-1線圈尾端引出輸出端，當是有中心柱磁芯時，(要求中心柱與某個邊柱的單邊磁導體的截面積不小於該邊柱截面積且中心柱截面積不小於N-1倍(或N倍)該邊柱截面積)則N-1線圈尾端繼續與N線圈頭端相連，並由1線圈頭端N線圈尾端引出輸出端。且各初、次級繞組繞向一致，各相呼應初級線圈與次級線圈套在同一磁柱上。次級線圈一端可加入與初級分開關相對應的連鎖限流器或單獨加入限流器。對於設置有限流器的變壓器，當某單相或其中幾個單相的初級或次級發生故障時，限流器跳開，未發生故障各相線圈磁通通過其於磁柱形成迴路，且磁通不變，因而使其輸出電壓極少變化，正常供電。本實用新型的初、次級線圈也可以繞在不同磁柱上，如初級線圈繞於中心磁柱上，而多個次級線圈分別繞在各邊磁柱上，構成多路同步控制變壓器；對於無中心柱的管式盒式多柱變壓器可以做成2×(N-1)相輸入、輸出變壓器，另外採用無中心柱的管式盒式多柱變壓器的對中心均衡、等比例結構還可做成2×N-3相輸入、輸出變壓器；例如三柱三相輸入、輸出變壓器。如上所述對於超導變壓器及半導體集成電路工藝製造的變壓器也適合。
該變壓器的結構合理，體積適宜，單位重量變送功率大，並具有多相輸入輸出，相間低幹擾的特點，另外，還是多用途變壓器。因此應用價值極高、有廣闊的市場前景。
為對本實用新型的結構、特徵、及其功能有進一步了解，茲列舉具體實施例，並結合附圖簡單說明如下
在圖2所示具體實施例中，該變壓器是6相變壓器，磁芯1是具有中心磁柱的磁芯對於具有中心磁柱的磁芯的總磁柱數為N+1，N為相數，因此圖2所示具體實施例的總磁柱數為7。其中各磁柱11-16軸心對中心的中心磁柱17呈均衡分布。中心磁柱17的截面積不小於邊磁柱面積的(N-1)倍(或N倍)，各邊磁柱的截面積相等，中心柱與邊柱的截面形狀為圓形、或矩型、或多角形或規則曲線或多邊形。由中心磁柱17連接到某邊柱的單邊磁導體截面積和各相鄰邊柱間連接的單邊磁導體截面積都不小於該邊柱的截面積。
圖1所示變壓器是3相變壓器，該變壓器磁芯1是呈一管狀(也可為盒狀)；該多個磁柱的數量是2×(N-1)，N為相數因此其磁柱數為4，(如果N為6，則磁柱數為10)，各磁柱11-14截面積相等，其截面形狀為規則曲線或多邊形或圓形，且各相鄰邊柱間連接的單邊磁導體截面積不小於單個磁柱截面積的1/2倍。在圖1所示具體實施例中，變壓器磁芯是由磁柱11，磁柱12，磁柱13，磁柱14組成。其中磁柱14上不繞線圈。A相初級線圈21繞制在磁柱11上，A相初級線圈21的兩端頭分別連接有限流器5，並與B相初級線圈22的一端和C相初級線圈23的另一端頭連接；B相初級線圈22繞制在磁柱12上，B相初級線圈22的兩端分別連接有限流器5並與A相初級線圈的另一端頭和C相初級線圈23的一端頭連接。C相初級線圈23繞制在磁柱13上，C相初級線圈23兩端頭連接有限流器5，並與B相初級線圈22的另一端頭和A相初級線圈21的一端頭連接。磁柱11，磁柱l2，磁柱13上分別繞制有A相次級線圈31，B相初級線圈32和C相次級線圈33。各相次級線圈尾端相連並引出輸出端No，上述線圈都是繞在繞線架4上，通過繞線架4套裝在磁柱上的。各線圈繞行方向是完全一致的。具體做法是先將繞線架4套裝在磁柱上，然後再在裝在磁柱上的繞線架4上繞入線圈。
上述變壓器繞線架4是一具有中心管的圓環形盒42，其外側設有走線孔，圓環形盒內中心管上設有繞線骨架(圖中未示出)，該繞線骨架的端部結合有驅動齒輪41。該變壓器繞線架是兩半邊可扣合的線軸式繞線架，也可以用貼壁固定繞線架。
對於2×(N-1)柱N-1個單相輸出變壓器則各相初、次級線圈的連接方式是分別繞於各柱的初級線圈線圈1尾端與線圈2頭端相連，線圈2尾端與線圈3頭端相連，依次循環線圈N-2尾端與線圈N-1頭端相連，並由線圈1頭端與線圈N-1尾端引出輸入端；對於繞於各柱的次級線圈各尾端相連引出No端，並於各次級線圈頭端引出輸出端。繞在各柱的初、次級線圈繞向一致，對應的初、次級線圈繞在同一磁柱上。
上述磁芯1可以是一體的，也可以是分體的(如圖4所示)，其接合處為平接口或插接口，以方便組裝。該多柱磁芯各磁柱當量磁間距是等比例的，各柱軸心對中心呈均衡分布。
該限流器5是接於初級線圈兩端，也可接於次級線圈兩端，或在接於初級線圈兩端的同時，於次級線圈一端也接有與初級相對應的連鎖限流器。在變壓器正常運行時，初級電壓平衡，各相磁通相等，其矢量和為零。對於設置有限流器的變壓器，當構成其中幾相初級或次級發生故障時，限流器跳開，未發生故障的各相線圈磁通通過其於磁柱形成迴路，且磁通不變，因而使其輸出電壓極少變化，能正常供電。
本實用新型的初、次級線圈也可進一步繞於不同磁柱上，如初級線圈繞於中心磁柱上，而多個次級線圈分別繞在各邊磁柱上，則構成多路同步控制變壓器。
權利要求1.一種多柱多相相互低幹擾組合變壓器，它主要由變壓器磁芯，初次級線圈組，變壓器繞線架，空氣開關等部分組成；其特徵在於變壓器磁芯是不少於N+1柱且不少於四柱的多柱磁芯組成，多柱磁芯各磁柱當量磁間距是等比例的，各柱軸心對中心呈均衡分布；多磁柱磁芯由一種及一種以上材料組成，但至少含有一種磁性材料，初、次級線圈端頭接有限流器；各初級線圈組可順序串並接，並引出相應的各相的引線端，各次級線圈組要對應於初級串並接狀況，各次級線圈組相互連接形成各相引出端。
2.如權利要求1所述一種多柱多相相互低幹擾組合變壓器，特徵在於多柱磁芯中有中心柱的磁芯採用N+大1模式，確定磁柱數目，其中大1柱是單柱及由多束單柱集合成的中心柱；其截面積不小於周邊各裝有初、次級線圈的單邊柱截面積的(N-1)倍，且由中心柱連接到某邊柱的單邊磁導體截面積和各相鄰邊柱間連接的單邊磁導體截面積都不小於該邊柱的截面積，各邊柱的截面積相等；無中心柱的管狀、盒狀多邊柱磁芯採用2×(N-1)模式，確定磁柱數目，各邊柱截面積要相等，且各相鄰邊柱間連接的單邊磁導體截面積不少於單個邊柱的1/2倍截面積。
3.如權利要求1、2所述一種多柱多相相互低幹擾組合變壓器，特徵在於多柱磁芯可以是一體磁芯，或是具有插接口或平接口的分體磁芯，但合併後可形成閉合磁路；
4.如權利要求1、2所述一種多柱多相相互低幹擾組合變壓器，特徵在於N為相數或為線圈組數。
5.如權利要求1所述一種多柱多相相互低幹擾組合變壓器，特徵在於初、次級線圈可以採用超導線圈、也可以採用常規線圈，或其中之一採用超導線圈。
6.如權利要求1所述一種多柱多相相互低幹擾組合變壓器，特徵在於特製變壓器線架是可一分為二帶邊齒帶槽可扣合的繞磁柱轉動的線軸式繞線架或貼壁固定線架。
7.如權利要求6所述一種多柱多相相互低幹擾組合變壓器，特徵在於特製變壓器線架可以是帶充放閥有引線端子的密封環盒的儲線架，也可以是有連通槽環型的多線軸軸向套合併配以頂底複合壓蓋有引線端子與充放閥的儲線架，或有連通槽多邊型、環型儲線架。
8.如權利要求1所述一種多柱多相相互低幹擾組合變壓器，特徵在於初級線圈兩端可加限流器，也可不加或有選擇的加入限流器，次級線圈一端可加入與初級相對應的連鎖限流器或單獨加入限流器。
9.如權利要求1、2所述一種多柱多相相互低幹擾組合變壓器，特徵在於對於N相有中心柱多柱變壓器或N-1相及2×(N-1)相的無中心柱管式、盒式多柱變壓器，繞於各相的初、次級線圈連接及輸入輸出方式或初級角接輸入、次級角接輸出；或初級角接輸入、次級星接輸出；或初級星接輸入、次級角接輸出；或初級星接輸入、次級角接輸出；且各初、次級繞組繞向一致，同相初次級繞組繞制在同磁柱上，對於多柱單相輸入多個單相輸出的變壓器而言，對於初級，分別繞於各柱的1線圈尾端與2線圈頭端相連，2線圈尾端與3線圈頭端相連，依次循環...N-2線圈尾端與N-1線圈頭端相連，並由1線圈頭端與N-1線圈尾端引出輸入端，當是有中心柱磁芯時要求中心柱與某個邊柱的單邊磁導體的截面積不小於該邊柱截面積且中心柱截面積不小於N-1倍或N倍該邊柱截面積，則N-1線圈尾端繼續與N線圈頭端相連，並由1線圈頭端N線圈尾端引出輸入端，對於次級線圈可以角接或星接或分別輸出各單相；對於多柱多單相輸入一個單相輸出的變壓器而言，對於分別繞於各柱初級線圈可以角接或星接或分別輸入各單相，各次級線圈1線圈尾端與2線圈頭端相連，2線圈尾端與3線圈頭端相連，依次循環……N-2線圈尾端與N-1線圈頭端相連，並且由1線圈頭端和N-1線圈尾端引出輸出端，當是有中心柱磁芯時要求中心柱與某個邊柱的單邊磁導體的截面積不小於該邊柱截面積且中心柱截面積不小於N-1倍或N倍該邊柱截面積，則N-1線圈尾端繼續與N線圈頭端相連，並由1線圈頭端N線圈尾端引出輸出端，且各初、次級繞組繞向一致，對應的初次級線圈繞在同磁柱上。
10.如權利要求1所述一種多柱多相相互低幹擾組合變壓器，特徵在於作為一般變壓器初、次級線圈也可以繞在不同磁柱上。
專利摘要本實用新型是多柱磁芯多相相互低幹擾組合變壓器，屬於電器設備，它主要由變壓器磁芯、初級線圈組和次級線圈組、限流器等組成；其特徵在於變壓器磁芯由不少於四柱的多柱磁芯組成，各磁柱軸心對中心呈均衡分布、多柱磁芯各磁柱當量磁間距是等比例的；多柱磁芯由一種及一種以上材料組成，但至少含有一種磁性材料；多柱磁芯做成一體或是分體的，合併後可形成閉合磁迴路。各繞有初、次級線圈的繞線架分別依序配置於相應的不同磁柱上；繞於各邊柱的初、次級線圈繞向一致，且對應的初次級線圈繞在同磁柱上，初次級線圈兩端頭可連接有限流器；特點變送功率大，且可多相輸入輸出，相間低幹擾；並可做成多用途變壓器。
文檔編號H01F30/06GK2567748SQ0122697
公開日2003年8月20日 申請日期2001年6月12日 優先權日2001年6月12日
發明者趙強 申請人:趙強