采用旋转磁场原理的多相变压器制造技术

采用旋转磁场原理将三相电改变为任意相的多相变压器，是对移相绕组或磁分路结构将三相电转化为多相电的传统多相整流变压器的重大技术改进。旋转磁场多相变压器接线方便，设计、制造都很简单，而且各相之间是绝对对称的，在原理上，旋转磁场多相变压器的对称性可以做到完全不受直流负载电流变化影响。本发明专利技术从硬件和散热结构设计各方面都能达到传统变压器无可比拟的更高对称条件，实际上已为多相整流变压器开辟了一条全新的技术路线。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】采用旋转磁场原理将三相电改变为任意相的多相变压器，是对移相绕组或磁分路结构将三相电转化为多相电的传统多相整流变压器的重大技术改进。旋转磁场多相变压器接线方便，设计、制造都很简单，而且各相之间是绝对对称的，在原理上，旋转磁场多相变压器的对称性可以做到完全不受直流负载电流变化影响。本专利技术从硬件和散热结构设计各方面都能达到传统变压器无可比拟的更高对称条件，实际上已为多相整流变压器开辟了一条全新的技术路线。【专利说明】采用旋转磁场原理的多相变压器 专利
本专利技术属于电
中的变压器，涉及将三相输入电压变换为同一频率的三相 以上所需任意相数对称电压的装置，是一种全新结构原理的多相变压器。
技术介绍
在电源变流技术中，整流是用得最多的变流形式，即需要将三相交流电整流成直 流电流以供应用。由于不控型单向半导体器件整流装置从交流电力系统取用的电流是非正 弦的，因此使电网的电流、电压波形发生畸变，必须采用整流变压器以增加相数而减轻高次 谐波对电网的影响。由于三相电网无法直接提供多相电流，目前整流装置发展的趋势是采 用大功率、多相数整流变压器实现变相和变压。现有传统整流变压器大多采用移相绕组结 构，即通过一次侧、二次侧移相的量、角联结的绕组串联实现移相方法，也有采用带有磁分 路的特殊铁心结构，所以以现有方法和结构为基础的技术路线，不能实现绝对的相对称，多 相变压器的设计、制作都很复杂，多相电的对称性差，尤其是变负荷时，各相内阻不同所产 生的相移和压降会破坏各相的对称性。
技术实现思路
本专利技术采用了与现有传统多相整流变压器完全不同的技术路线，那就是采用类似 交流电机的旋转磁场原理结构，先由输入三相电流在变压器原边产生旋转磁场，再将处于 该旋转磁场内并与三相绕组紧耦合的多相绕组副边输出多相电流。 本专利技术的旋转磁场多相变压器主要结构由初级绕组、次级绕组和公共磁路组成， 其特征为，初级绕组（1)为三相结构并由三相电源供电，以在公共磁路（3)中产生一个径向 流动并在环内旋转的旋转磁场；次级绕组（2)为一组大于三相的多相绕组，该绕组与初级 绕组通过公共磁路（3)紧耦合；公共磁路（3)为连接初级绕组和次级绕组的圆环形导磁体。 与现有的变压器技术结构，即通过移相或磁分路技术将三相电转化为多相电的方 法相比较，本专利技术的次级绕组类似于电机绕组，不管有多少相，都不需要考虑繁琐的相位接 线，由旋转磁场的原理构成的三相变多相变压器接线方便，设计、制造都很简单，而且各相 之间是绝对对称的，丝毫不受直流负载电流变化的影响。 【专利附图】【附图说明】 图1、本专利技术的旋转磁场多相变压器的整体结构示意图。 【具体实施方式】 图1为本专利技术的旋转磁场多相变压器的整体结构示意图。图中，三相变多相变压 器的原边相当于绕线式感应电机的转子，为三相星形或三角形结构的绕组。所不同的是变 压器不需要轴，也不需要靠近轴处的铁心，而只要一个环状体磁轭就可以完成磁回路。原边 嵌入三相结构的初级绕组，由初级绕组所产生的旋转磁场方向为径向，并在环内像时钟一 样旋转流动。这一结构与交流电机中的转子绕组和磁路是基本一致的，原理也相同。 旋转磁场多相变压器的副边嵌入多相结构的N相次级绕组，N为任意正整数，次级 绕组通过公共磁路（3)与初级绕组紧耦合，次级绕组也是径向分布，并经由公共磁路（3)中 的旋转磁场与初级绕组紧密交链耦合，并在次级绕组外端保留一个环状体磁轭通路，相当 于感应电机的定子。其结构和原理与交流电机中定子电枢绕组和磁路也是基本一致的，所 不同的是，在电机中的电枢绕组是三相结构，而本专利技术变压器中所称的次级绕组是按多相 结构设计的。 图1中的布置是，初级绕组在内次级绕组在外，但初级绕组和次级绕组的位置可 以互换，使次级绕组在内而初级绕组在外，这就与绕线式感应电机的输入输出关系更加接 近。 所以说旋转磁场多相变压器的整体结构基本上相当于绕线式感应电机。二者的区 别仅为： 1、旋转磁场多相变压器初级和次级间没有气隙，初次级绕组间的磁耦合更紧密， 磁阻、漏磁更小，因此所需要的励磁电流也与普通变压器相当而远比电机为小。 2、旋转磁场多相变压器次级可以为环形连接的N相多相绕组，也可以是星形结构 多相绕组。环形接法的绕组利用率高，效果好。 在现有多相整流变压器中，相数N必须是三的倍数，但是在本专利技术的旋转磁场多 相变压器中，N可以是任意正整数，既可以是单数，也可以是偶数，不必是三的倍数，单数的 效果更佳。 为了保持绕组受热后的对称性，旋转磁场多相变压器通常采用中心轴垂直的安装 结构，垂直安装结构也利于采用风冷或油冷散热，在风冷结构中，鼓风机处于变压器的下端 并向上吹风，绕组间和铁心间都设计有垂直方向的通风道，使各相散热均匀。 也可采用逆向风冷，即冷却风机处于变压器的上端并向下吹风，经过绕组间和铁 心间设计的垂直方向的通风道，向下流到变压器箱体底部，然后使热空气沿箱体四周的散 热管排热，使上层变压器部分获得更好的散热效果。 在油冷结构中，则可以用中空的铜管部分或全部构成绕组，而铁心采用有间隔位 置的分段布置和垂直方向的油孔，利于冷却油的流动散热。 由于电机绕组结构的对称性，旋转磁场多相变压器的各相之间不存在类似现有传 统变压器各相间在绕组和磁路间的差异，整流后的谐波特别是低次谐波量将明显减少，电 网电压电流波形更接近纯正弦波，电网的电磁污染将明显降低。【权利要求】1. 旋转磁场多相变压器主要由初级绕组、次级绕组和公共磁路组成，其特征为，初级绕 组（1)为三相结构并由三相电源供电，以在公共磁路（3)中产生一个径向流动并在环内旋 转的旋转磁场；次级绕组（2)为一组大于三相的多相绕组，该绕组与初级绕组通过公共磁 路（3)紧耦合；公共磁路（3)为连接初级绕组和次级绕组的圆环形导磁体。2. 权利要求1所述的旋转磁场多相变压器，其特征为，次级绕组（2)为N相绕组，N可 以是任意正整数，N既可以是单数，也可以是偶数，不必是三的倍数，单数的效果更佳。3. 权利要求1和权利要求2所述的旋转磁场多相变压器，其特征为，旋转磁场多相变压 器次级可以为环形连接的N相多相绕组，也可以是星形结构多相绕组。4. 权利要求1所述的旋转磁场多相变压器，其特征为，旋转磁场多相变压器为中心轴 垂直的安装结构，以达到散热的对称性。5. 权利要求1所述的旋转磁场多相变压器，其特征为，旋转磁场多相变压器采用风冷 或油冷散热结构。6. 权利要求1和权利要求5所述的旋转磁场多相变压器，其特征为，旋转磁场多相变压 器采用风冷结构，冷却风机处于变压器的下端并向上吹风，绕组间和铁心间都设计有垂直 方向的通风道，使各相散热均匀。7. 权利要求1和权利要求5所述的旋转磁场多相变压器，其特征为，旋转磁场多相变压 器采用风冷结构，冷却风机处于变压器的上端并向下吹风，经过绕组间和铁心间设计的垂 直方向的通风道，向下流到变压器箱体底部，然后使热空气沿箱体四周的散热管排热，使上 层变压器部分获得更好的散热效果。8. 权利要求1和权利要求5所述的旋转磁场多相变压器，其特征为，旋转磁场多相变压 器采用中空的铜管部分或全部构成绕组，而铁心采用有间隔位置的分本文档来自技高网...

【技术保护点】
旋转磁场多相变压器主要由初级绕组、次级绕组和公共磁路组成，其特征为，初级绕组(1)为三相结构并由三相电源供电，以在公共磁路(3)中产生一个径向流动并在环内旋转的旋转磁场；次级绕组(2)为一组大于三相的多相绕组，该绕组与初级绕组通过公共磁路(3)紧耦合；公共磁路(3)为连接初级绕组和次级绕组的圆环形导磁体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：於岳亮，於宙，
申请(专利权)人：上海稳得新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31