具有谐波抑制功能的滤波电感集成式蒸发冷却整流变压器制造技术

本实用新型专利技术涉及具有谐波抑制功能的滤波电感集成式蒸发冷却整流变压器，包括壳体、铁芯、原边绕组、感应滤波绕组、副边绕组和4种集成式滤波电感线圈；所述感应滤波绕组和4种集成式滤波电感线圈与原边绕组、副边绕组绕于同一铁芯之上；壳体侧壁上安装有各相输入引出线套管和输出引出线套管；壳体顶部安装有水冷却器、排气阀与集气盒以及监视装备。相对于常规整流变压器，它具有5、7、11和13次特征谐波含量小、振动噪声低、效率高、综合体积小、冷却效率高的优点；特别适用于对特征谐波含量、振动噪声和体积具有较高要求的特殊场合用6脉波整流变压器。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
具有谐波抑制功能的滤波电感集成式蒸发冷却整流变压器
本技术涉及一种变压器，尤其是涉及一种具有谐波抑制功能的滤波电感集成式蒸发冷却整流变压器。
技术介绍
随着技术的发展，整流器等电力电子装置在交流电气传动、船舶综合电力推进系统等领域获得广泛应用的同时，也产生了大量的电力谐波。这在一定程度上恶化了电网的供电质量，对同一电网下的其他用户造成影响。为解决这一问题，通常在整流器前端并联相应的无源或有源滤波设备。这些滤波设备虽然能较好的解决谐波对公用电网的污染，但成本较高，也不能较好地抑制谐波对整流变压器的影响。目前虽然也出现了一些利用感应滤波技术来抑制谐波对整流变压器影响，但由于采用分离式滤波电感，以及变压器和滤波电感的冷却方式为常规风冷或油冷，使得包含滤波电感在内的整套设备的体积和重量较大、成本较高，难以推广应用。
技术实现思路
本技术的目的是:为解决目前常规6脉波整流变压器产生的谐波对电网和整流变压器造成的不良影响，并减小整套设备的体积和重量，提出一种具有谐波抑制功能的滤波电感集成式蒸发冷却整流变压器，该整流变压器还具有5次、7次、11次和13次特征谐波含量小、振动噪声低、效率高、冷却效率高的优点；特别适用于对特征谐波含量、振动噪声和体积具有较高要求的场合用6脉波整流变压器。本技术实现的技术方案是:一种具有谐波抑制功能的滤波电感集成式蒸发冷却整流变压器，包括壳体、铁芯、原边绕组、感应滤波绕组、副边绕组和4种集成式滤波电感线圈；所述感应滤波绕组和4种集成式滤波电感线圈与原边绕组、副边绕组绕于同一铁芯之上；壳体侧壁上安装有各相输入引出线套管和输出引出线套管；壳体顶部安装有水冷却器、排气阀与集气盒以及监视装备。进一步的技术方案是:所述的具有谐波抑制功能的滤波电感集成式蒸发冷却整流变压器，其铁芯和原边绕组、感应滤波绕组、副边绕组以及4种集成式滤波电感线圈浸泡在壳体空腔内的蒸发冷却介质中。本技术的原理和效果是:I)变压器原边绕组、感应滤波绕组、副边绕组和4种集成式滤波电感线圈绕于同一铁芯之上，从铁芯沿径向往外依次为4种集成式滤波电感线圈、副边绕组、感应滤波绕组和原边绕组。4种集成式滤波电感线圈和变压器外部接入的4种滤波电容构成一组特征谐波滤波器，可滤除5、7、11和13次特征谐波。2)4种集成式滤波电感线圈采用四段连接方式，四段分为两组，每组为两段交叉逆串联型式，两组再串联，可使集成式滤波电感的电抗值不受变压器负载变化的影响。3 )变压器铁芯和所有绕组均浸在变压器壳体空腔内的蒸发冷却介质中，铁芯和绕组产生的热量由蒸发冷却介质通过相变带走，气态蒸发冷却介质由变压器顶部的水冷却器冷却后自动流回变压器壳体空腔中。变压器壳体为全密封壳体，以保证变压器的密封性能。在变压器壳体外的上部设置有集气盒，并通过连管与内腔连通，以免这些不参与散热的杂质气体影响散热效果。4)在变压器壳体外的上部设置还设有安全监视装置，以监视变压器内部的气体压力等参数。5)在变压器壳体侧壁安装有各相输入弓I线套管和输出弓丨出线套管，便于接线。综合以上，本技术的技术效果是:在采用感应滤波绕组的同时，通过对集成滤波电感线圈的特殊布置，既可较好地抑制变压器铁芯中的谐波磁通、从而有效抑制变压器振动噪声，又可省去现有技术为布置电抗器所需要的空间，从而减小了设备体积，同时，还具有集成式滤波电感线性度好的特点；此外，由于采用蒸发冷却方式，本技术具有散热能力强、功率密度高的特点。相对于目前常规六脉波整流变压器来说，本技术具有5、7、11和13次特征谐波含量小、振动噪声低、整套设备体积小、滤波电感线性度好、以及散热能力强、功率密度高的优点，非常适用于对特征谐波含量、振动噪声、散热能力和功率密度具有较高要求的特殊场合用6脉波整流变压器。【附图说明】图1为本技术的结构示意图。图2为本技术的原理示意图。图3为本技术的集成滤波电感线圈原理示意图。图中:1一水冷却器,2—排气阀与集气盒,3—壳体,4一输出引出线套管,5—原边绕组，6—感应滤波绕组，7—副边绕组，8—7次集成滤波电感线圈，9一5次集成滤波电感线圈，10—11次集成滤波电感线圈，11—13次集成滤波电感线圈，17—5次外接滤波电容，18—7次外接滤波电容，19—11次外接滤波电容，20 —13次外接滤波电容，12—铁芯，13—蒸发冷却介质，14 一输入引出线套管，15—气态蒸发冷却介质，16—监视装备。【具体实施方式】下面结合附图对本技术作进一步详细说明。如图1、2所示。一种具有谐波抑制功能的滤波电感集成式蒸发冷却整流变压器，包括壳体3、铁芯12、原边绕组5、感应滤波绕组6、副边绕组7和4种集成式滤波电感线圈8、9、10、11 ;所述感应滤波绕组6和4种集成式滤波电感线圈8、9、10、11与原边绕组5、副边绕组7绕于同一铁芯12之上；壳体3侧壁上安装有各相输入引出线套管14和输出引出线套管4 ;壳体3顶部安装有水冷却器1、排气阀与集气盒2以及监视装备16。铁芯12和原边绕组5、感应滤波绕组6、副边绕组7以及4种集成式滤波电感线圈8、9、10、11浸泡在壳体3空腔内的蒸发冷却介质13中。铁芯12和原边绕组5、感应滤波绕组6、副边绕组7以及4种集成式滤波电感线圈8、9、10、11均具有绝缘层。滤波电感均外接了相应的滤波电容，其中电容与电感的匹配需要满足该次谐波下的谐振要求。图2中外接滤波电容分别是:17为5次外接滤波电容，18为7次外接滤波电容，19为11次外接滤波电容，20为13次外接滤波电容。其工作方式为:变压器壳体内腔中的蒸发冷却介质被铁芯和绕组加热，蒸发冷却介质发生相变由液态转换为气态。气态蒸发冷却介质由变压器顶部的水冷却器冷却后自动流回变压器壳体中。内腔中的蒸发冷却介质经过长期运行后所散发出来的少量杂质气体(溶解的空气、水蒸气等)，由于密度较低会经连管自动收集到集气盒内，由于这些杂质气体不会留存在变压器内腔上部，因此不会影响冷凝器的吸热效率，也不会影响到内腔上部的绝缘环境。如图3所示，本技术4种集成式滤波电感线圈8、9、10、11均采用四段连接方式，四段分为两组，每组为两段交叉逆串联型式，两组再串联，可使集成式滤波电感的电抗值不受变压器负载变化的影响、基本保持恒定。本技术保护范围不限于上述实施例。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有谐波抑制功能的滤波电感集成式蒸发冷却整流变压器，其特征在于：包括壳体(3)、铁芯(12)、原边绕组(5)、感应滤波绕组(6)、副边绕组(7)和?4种集成式滤波电感线圈(8、9、10、11)；所述感应滤波绕组(6)和4种集成式滤波电感线圈(8、9、10、11)与原边绕组(5)、副边绕组(7)绕于同一铁芯(12)之上；壳体(3)侧壁上安装有各相输入引出线套管(14)和输出引出线套管(4)；壳体(3)顶部安装有水冷却器(1)、排气阀与集气盒(2)以及监视装备(16)。

【技术特征摘要】
1.一种具有谐波抑制功能的滤波电感集成式蒸发冷却整流变压器，其特征在于:包括壳体(3)、铁芯(12)、原边绕组(5)、感应滤波绕组(6)、副边绕组(7)和4种集成式滤波电感线圈(8、9、10、11);所述感应滤波绕组(6)和4种集成式滤波电感线圈(8、9、10、11)与原边绕组(5)、副边绕组(7)绕于同一铁芯(12)之上；壳体(3)侧壁上安装有各相输入引出线...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱军，朱少林，李强，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一二研究所，
类型：实用新型
国别省市：