CN103745815A - 一种平面六角形三相变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种平面六角形三相变压器，包括铁芯、绕线骨架和成型线包，所述铁芯卷绕成五边形，且其横截面为半圆形，铁芯内侧一面为弧面，外侧一面为平面，两两拼接成正六边形；所述绕线骨架设置于相邻两个铁芯的结合部，并位于同一平面上；所述成型线包设置于绕线骨架上；所述铁芯上设有夹持件，夹持件连接支撑架，支撑架底部设有地脚。本发明与现有技术相比的优点是：本发明在相同电气材料的前提下，本发明变压器转换效果会更佳；实现了全密闭铁芯，无气隙和任意孔洞，也能够采用更新式的高频磁性材料，可以实现三相高频电磁电转换高频三相变压器；实现自动化加工；三相成型线包的散热效果一致，且线包位于整体的内部，保护性好；安装方便。
Description
技术领域
本发明涉及变压器，尤其涉及一种平面六角形三相变压器。
背景技术
在现有技术中，无论低压类控制变压器，还是高压大功率电力变压器，主要是采用E型结构（如图1所示）。其磁路长度不完全相同。造就实际应用时三相电磁存在磁电转换的差异。
如图1所示，在常规E型三相铁芯中，一、立柱，Tab和Tac的磁路长度不一致，Tca和Tcb的磁路长度也不一致，Tba和Tbc的磁路长度是一致的，且是短的一种。二、扼部，传导的磁力线为四单位（以每个示意线条为一个单位），和立柱相同。
形成的效果是：常规E型三相铁芯中，中柱B的磁路长度短且平衡，边柱的磁路长度则不一致。造成中柱电感量会大于边上两柱，其电-磁-电的转换效率最高。但是由于物理结构，其散热效果又比边上两柱差。
无论在安装方式和冷却方式上如何处置，这两方面的弊端都存在。特别是在倡导新兴绿色能源的今天，其弊端会成为重大障碍。
本发明人已经发明了一种磁平衡新式叠片式三角形变压器，如图2、图3所示，1是安装板；2是下扼部铁芯；3是上下扼部固定专用绝缘耐热夹板；4是下部三角形专用张紧支架；5是下扼部铁芯；6是上部三角形专用张紧支架；7是三个立柱、线包之一；8是连接用通丝螺杆；9是安装固定条件自散热风流向。
该三角形三相变压器或电抗器铁芯的结构和磁回路图2、图3中可以看出，三相三立柱分别在扼部正三角形的三个中点，形成的磁密闭回路几何尺寸完全一致，相对空间结构、距离均一致。完全克服了常规E型铁芯变压器的弊端。
但依然存在有气隙，作为变压器使用还有缺陷。特别适合于作为三相电抗器的采用。
发明内容
本发明为了解决现有技术的上述不足，提供了一种平面六角形三相变压器。
本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种平面六角形三相变压器，其特征在于：包括铁芯、绕线骨架和成型线包，所述铁芯卷绕成五边形，且其横截面为半圆形，铁芯内侧一面为弧面，外侧一面为平面，两两拼接成正六边形；所述绕线骨架设置于相邻两个铁芯的结合部，并位于同一平面上；所述成型线包设置于绕线骨架上；所述铁芯上设有夹持件，夹持件连接支撑架，支撑架底部设有地脚。
所述绕线骨架包括由两个半筒体构成，所述半筒体设有上端面和下端面，所述下端面设有孔，作为特制带孔齿轮联接，以齿轮作为转动动力输入，带动绕线骨架转动，实现绕线；所述上端面设置有斜面，该斜面是作为与齿轮配合的顶紧轮受力面。如此，固定铁芯后，采用电传动实现绕线骨架自转的形式即可绕线。由于实现设备自动化，可轻松实现高效率、高精度控制和高质量制作。线包绕制完毕后，采用绝缘条塞入绕线骨架与铁芯之间，保持绕线骨架与铁芯的成型间距一致。整体实现绝缘处理后，高质量的三相变压器即可实现。
所述铁芯由硅钢带材制成。
本发明与现有技术相比的优点是：
1、本发明采用卷绕式铁芯成型，实现全密闭铁芯。无气隙和任意孔洞，大幅度降低了变压器的损耗，还采取异型开料方式，卷绕成型铁芯呈半圆形截面。两两组合后铁芯成为圆形截面。线包绕制成型后与铁芯建立的几何关系能够任意角度完全一致，使得电磁场实现最佳电磁电的转换。
而E型三相铁芯不仅磁平衡问题是不可克服的，采用叠片组合和安装不仅有气隙存在，还需要在铁芯上加工孔洞供安装使用。气隙的控制难度造就性能不一致、损耗控制难度大。
相对于E型三相铁芯，本发明所用材料不会增加。
因此，在相同电气材料的前提下，本发明变压器转换效果会更佳。
2、本发明采用卷绕式铁芯成型，实现全密闭铁芯，无气隙和任意孔洞，也能够采用更新式的高频磁性材料，如微晶带材。可以实现三相高频电磁电转换高频三相变压器。而常规E型三相铁芯基于气隙和磁不平衡几乎没办法实现可靠地高频性能。
再看现有高频磁性材料制造，仅有环形铁芯是密闭的，要实现三相变压器很难。就现有高频三相产生技术多采用单相输出再组合成三相，相应的缺陷还很多。
因此，在高频使用条件下，本发明变压器远远超越现有技术。
3、本发明的绕线骨架位于同一平面，实现自动化加工，克服人工操作模式下质量一致性和效率低下的缺陷，特别是针对高压大功率电力型变压器，人工加工的缺陷是致命的。
4、本发明的绕线骨架位于同一平面，就其安装形式和线包结构形式来讲，采用平面安装，三相成型线包的结构形式一样，形成自然的上下风道，线包的散热效果一致，且线包位于整体的内部，保护性好。
5、安装方便。
附图说明
图1是常规E型三相变压器铁芯结构示意图。
图2是本发明三角形变压器的俯视结构示意图。
图3是图2中A-A处的剖视图。
图4是本发明铁芯的结构示意图。
图5是本发明铁芯、绕线骨架和成型线包的组合结构图。
图6是图4中B-B处的剖视图。
图7是本发明的结构示意图。
图8是图7的仰视图。
图9是本发明绕线骨架的结构示意图。
图10是本发明绕线骨架下端面的结构示意图。
图11是三级逆变级联模式的电路结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详述。
如图4、图5和图6所示，一种平面六角形三相变压器，其特征在于：包括硅钢带材铁芯10、绕线骨架20和成型线包30，所述铁芯10卷绕成五边形，且其横截面为半圆形，铁芯10内侧一面为弧面，外侧一面为平面，两两拼接成正六边形；其机械结构方式和几何尺寸完全相同，电磁性能也完全相同。整个铁芯没有孔洞和缝隙，能够保持变压器的最低磁损耗和三相电磁性能完全一致；
如图7、图8、图9和图10所示，所述绕线骨架20设置于相邻两个铁芯的结合部40，并位于同一平面上，所述绕线骨架20包括由两个半筒体201构成，所述半筒体201设有上端面202和下端面203，所述下端面203设有孔204，作为特制带孔齿轮联接，以齿轮作为转动动力输入，带动绕线骨架20转动，实现绕线；所述上端面202设置有斜面205，该斜面205是作为与齿轮配合的顶紧轮受力面。如此，固定铁芯后，采用电传动实现绕线骨架20自转的形式即可绕线。由于实现设备自动化，可轻松实现高效率、高精度控制和高质量制作。线包绕制完毕后，采用绝缘条塞入绕线骨架20与铁芯10之间，保持绕线骨架20与铁芯10的成型间距一致。整体实现绝缘处理后，高质量的三相变压器即可实现；
如图7、图8所示，所述成型线包30设置于绕线骨架20上；所述铁芯10上设有夹持件50，夹持件50连接支撑架60，支撑架60底部设有地脚70。
随着新兴的绿色能源的大量兴起和推广，电能质量技术的高速发展，节约能源的必要性等，均需要高频大功率电磁转换技术、材料的采用。本发明的变压器能够采用从工频到高频的所有材料，能成为高频大功率转换器的关键。本发明能够适用于高频大功率电磁转换，损耗低于同类产品。
目前，新兴电能治理技术已经发展到相当的高度，如多级级联模式超大功率变频器技术的成熟。采用三只本发明的变压器可以轻松实现，达到无低次谐波的效果，是新式电能传输技术的最合理体现。如图11所示，为一种三级逆变级联模式的电路结构。总计18只高速开关，采用大规模数字式程序控制器实现PWM波控制。A桥、B桥和C桥每一组均能实现三相互差120°的三相交流输出。通过大规模数字式程序控制器PWM波控制技术，A/B/C三组还实现-15°的相位差。通过级联后实现矢量叠加输出U/V/W三相电压和O零线电压。其特点是实现相位的精确控制，通过矢量叠加实现输出量的叠加，通过级联实现低次谐波的抵消和限制，实现无低次谐波输出。
本发明的采用全密闭卷绕成型铁芯组合而成的六角形三相变压器能够精确体现相位在初次级之间的传递，不会因电-磁-电的转换产生新的误差。容易实现任意频率连续变化等形式的大功率、高频率三相交流电的产生。
总体的讲，本发明基于常规通用性E型三相变压器的固有缺陷和更先进的三角形变压器的固有缺陷，基于新兴绿色能源技术需要的目的提出，具有技术先进、制造精度保障和适应范围广的重大特点。
上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。
Claims (3)
1.一种平面六角形三相变压器，其特征在于：包括铁芯、绕线骨架和成型线包，所述铁芯卷绕成五边形，且其横截面为半圆形，铁芯内侧一面为弧面，外侧一面为平面，两两拼接成正六边形；所述绕线骨架设置于相邻两个铁芯的结合部，并位于同一平面上；所述成型线包设置于绕线骨架上；所述铁芯上设有夹持件，夹持件连接支撑架，支撑架底部设有地脚。
2.根据权利要求1所述的一种平面六角形三相变压器，其特征在于：所述绕线骨架包括由两个半筒体构成，所述半筒体设有上端面和下端面，所述下端面设有孔；所述上端面设置有斜面。
3.根据权利要求1所述的一种平面六角形三相变压器，其特征在于：所述铁芯由硅钢带材制成。
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