專利名稱：多用途多柱多相相互低干擾組合變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多用途多柱多相相互低干擾組合變壓器，屬于電器設(shè)備。
背景技術(shù)：
面臨輸配電技術(shù)與其經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)制高點(diǎn)更迭的機(jī)遇，電力電子通迅技術(shù)的發(fā)展，起導(dǎo)技術(shù)的進(jìn)步，特別是發(fā)電，配電改造的需要與電力電子行業(yè)對(duì)變壓器技術(shù)性能越來(lái)越高的要求，而現(xiàn)有的變壓器難于完成多相輸入，輸出的任務(wù)，即使采用三柱磁芯制作的變壓器，也由于其結(jié)構(gòu)的原因，經(jīng)常出現(xiàn)斷路等故障，一旦其中一相或幾相初次級(jí)發(fā)生故障就會(huì)影響到其余各相的正常運(yùn)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(hào)變送的要求。于是高可靠性、低互擾、多用途的組合變壓器就愈加成為現(xiàn)實(shí)之必需。對(duì)于超導(dǎo)變壓器及片式集成變壓器更是如此。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述技術(shù)的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)合理，多用途、多柱、可多相輸入輸出；且各相相互低干擾的組合變壓器，它還可有效的與專用循環(huán)制冷機(jī)組合而成超導(dǎo)變壓器機(jī)組。
本實(shí)用新型的上述技術(shù)問(wèn)題部分是由如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。變壓器特征是變壓器磁芯是磁柱數(shù)不少于N＋1柱且不少于四柱的多柱磁芯組成，多柱磁芯各磁柱當(dāng)量磁間距是等比例的，各柱軸心對(duì)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(jí)線圈端頭接有空氣開(kāi)關(guān)、熔斷器等限流器；各初級(jí)線圈組可順序串并接，并引出相應(yīng)的各相的引線端，各次級(jí)線圈組要對(duì)應(yīng)于初級(jí)串并接狀況，各次級(jí)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(shí)；有中心柱的多柱磁芯采用N+大1模式，其中大1中心柱截面積不小于(N-1)倍(或N倍)周邊各裝有初、次級(jí)線圈的邊柱截面積，中心柱與某個(gè)邊柱單邊連接磁體截面積或各相鄰邊柱連接的單邊磁導(dǎo)體截面積都不小于單個(gè)邊柱的截面積，且每個(gè)邊柱的截面積都相等。無(wú)中心柱N-1相及2×(N-1)相管狀或盒狀多柱磁芯采用2×(N-1)模式確定磁柱的數(shù)目，相鄰邊柱單邊連接磁導(dǎo)體截面積不小于1/2倍的單邊柱截面積，且每個(gè)單邊柱截面積都相等，多柱磁芯可以是一體，或是分體的，分體的多柱磁芯合并后可形成閉和磁路，也可以加入墊片形成非閉和磁路或局部開(kāi)氣隙加墊片形成非完全閉和磁路以改變抗飽和能力。對(duì)于多柱N相有中心柱或N-1相及2×(N-1)相無(wú)中心柱相互低干擾磁芯變壓器而言，初、次級(jí)連接及輸入輸出方式或初級(jí)角接輸入、次級(jí)角接輸出；或初級(jí)角接輸入、次級(jí)星接輸出；或初級(jí)星接輸入、次級(jí)角接輸出；或初級(jí)星接輸入、次級(jí)角接輸出；且各初、次級(jí)繞組繞向一致，同相初次級(jí)繞組繞制在同磁柱上。該變壓器正常運(yùn)行時(shí)，初級(jí)電壓平衡，各相磁通相等，且矢量和為零。對(duì)于設(shè)置有限流器的變壓器，當(dāng)某相或其中幾相初級(jí)或次級(jí)發(fā)生故障時(shí)，限流器跳開(kāi)，未發(fā)生故障各相線圈磁通通過(guò)其于磁柱形成回路，且磁通不變，因而使其輸出電壓極少變化，正常供電。對(duì)于多柱單相輸入多個(gè)單相輸出的變壓器而言，對(duì)于初級(jí)，分別繞于各柱的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(huán)。。。N-2線圈尾端與N-1線圈頭端相連，并由1線圈頭端與N-1線圈尾端引出輸入端，當(dāng)是有中心柱磁芯時(shí)，(要求中心柱與某個(gè)邊柱的單邊磁導(dǎo)體的截面積不小于該邊柱截面積且中心柱截面積不小于N-1倍(或N倍)該邊柱截面積)則N-1線圈尾端繼續(xù)與N線圈頭端相連，并由1線圈頭端N線圈尾端引出輸入端，對(duì)于次級(jí)線圈可以角接或星接或分別輸出各單相；對(duì)于多柱多單相輸入一個(gè)單相輸出的變壓器而言，對(duì)于初級(jí)線圈可以角接或星接或分別輸入各單相；對(duì)于次級(jí)分別繞于各柱的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(huán)……N-2線圈尾端與N-1線圈頭端相連，并且由1線圈頭端和N-1線圈尾端引出輸出端，當(dāng)是有中心柱磁芯時(shí)，(要求中心柱與某個(gè)邊柱的單邊磁導(dǎo)體的截面積不小于該邊柱截面積且中心柱截面積不小于N-1倍(或N倍)該邊柱截面積)則N-1線圈尾端繼續(xù)與N線圈頭端相連，并由1線圈頭端N線圈尾端引出輸出端。且各初、次級(jí)繞組繞向一致，各相呼應(yīng)初級(jí)線圈與次級(jí)線圈套在同一磁柱上。次級(jí)線圈一端可加入與初級(jí)分開(kāi)關(guān)相對(duì)應(yīng)的連鎖限流器或單獨(dú)加入限流器。對(duì)于設(shè)置有限流器的變壓器，當(dāng)某單相或其中幾個(gè)單相的初級(jí)或次級(jí)發(fā)生故障時(shí)，限流器跳開(kāi)，未發(fā)生故障各相線圈磁通通過(guò)其于磁柱形成回路，且磁通不變，因而使其輸出電壓極少變化，正常供電。本實(shí)用新型的初、次級(jí)線圈也可以繞在不同磁柱上，如初級(jí)線圈繞于中心磁柱上，而多個(gè)次級(jí)線圈分別繞在各邊磁柱上，構(gòu)成多路同步控制變壓器；對(duì)于無(wú)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，另外采用無(wú)中心柱的管式盒式多柱變壓器的對(duì)中心均衡、等比例結(jié)構(gòu)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(duì)于超導(dǎo)變壓器及半導(dǎo)體集成電路工藝制造的變壓器也適合。
該變壓器的結(jié)構(gòu)合理，體積適宜，單位重量變送功率大，并具有多相輸入輸出，相間低干擾的特點(diǎn)，另外，還是多用途變壓器。因此應(yīng)用價(jià)值極高、有廣闊的市場(chǎng)前景。
為對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)、特征、及其功能有進(jìn)一步了解，茲列舉具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖簡(jiǎn)單說(shuō)明如下
圖2為本實(shí)用新型6相7柱相互低干擾變壓器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型3相4柱相互低干擾變壓器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型4相6柱相互低干擾變壓器用盒式變壓器磁芯立體圖在圖2所示具體實(shí)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(duì)于具有中心磁柱的磁芯的總磁柱數(shù)為N+1，N為相數(shù)，因此圖2所示具體實(shí)施例的總磁柱數(shù)為7。其中各磁柱11-16軸心對(duì)中心的中心磁柱17呈均衡分布。中心磁柱17的截面積不小于邊磁柱面積的(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(guī)則曲線或多邊形。由中心磁柱17連接到某邊柱的單邊磁導(dǎo)體截面積和各相鄰邊柱間連接的單邊磁導(dǎo)體截面積都不小于該邊柱的截面積。


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(gè)磁柱的數(shù)量是2×(N-1)，N為相數(shù)因此其磁柱數(shù)為4，(如果N為6，則磁柱數(shù)為10)，各磁柱11-14截面積相等，其截面形狀為規(guī)則曲線或多邊形或圓形，且各相鄰邊柱間連接的單邊磁導(dǎo)體截面積不小于單個(gè)磁柱截面積的1/2倍。在圖1所示具體實(shí)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(jí)線圈21繞制在磁柱11上，A相初級(jí)線圈21的兩端頭分別連接有限流器5，并與B相初級(jí)線圈22的一端和C相初級(jí)線圈23的另一端頭連接；B相初級(jí)線圈22繞制在磁柱12上，B相初級(jí)線圈22的兩端分別連接有限流器5并與A相初級(jí)線圈的另一端頭和C相初級(jí)線圈23的一端頭連接。C相初級(jí)線圈23繞制在磁柱13；上，C相初級(jí)線圈23兩端頭連接有限流器5，并與B相初級(jí)線圈22的另一端頭和A相初級(jí)線圈21的一端頭連接。磁柱11，磁柱12，磁柱13上分別繞制有A相次級(jí)線圈31，B相初級(jí)線圈32和C相次級(jí)線圈33。各相次級(jí)線圈尾端相連并引出輸出端No，上述線圈都是繞在繞線架4上，通過(guò)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，然后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(huán)形盒42，其外側(cè)設(shè)有走線孔，圓環(huán)形盒內(nèi)中心管上設(shè)有繞線骨架(圖中未示出)，該繞線骨架的端部結(jié)合有驅(qū)動(dòng)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(duì)于2×(N-1)柱N-1個(gè)單相輸出變壓器則各相初、次級(jí)線圈的連接方式是分別繞于各柱的初級(jí)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(huán)線圈N-2尾端與線圈N-1頭端相連，并由線圈1頭端與線圈N-1尾端引出輸入端；對(duì)于繞于各柱的次級(jí)線圈各尾端相連引出No端，并于各次級(jí)線圈頭端引出輸出端。繞在各柱的初、次級(jí)線圈繞向一致，對(duì)應(yīng)的初、次級(jí)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(dāng)量磁間距是等比例的，各柱軸心對(duì)中心呈均衡分布。
該限流器5是接于初級(jí)線圈兩端，也可接于次級(jí)線圈兩端，或在接于初級(jí)線圈兩端的同時(shí)，于次級(jí)線圈一端也接有與初級(jí)相對(duì)應(yīng)的連鎖限流器。在變壓器正常運(yùn)行時(shí)，初級(jí)電壓平衡，各相磁通相等，其矢量和為零。對(duì)于設(shè)置有限流器的變壓器，當(dāng)構(gòu)成其中幾相初級(jí)或次級(jí)發(fā)生故障時(shí)，限流器跳開(kāi)，未發(fā)生故障的各相線圈磁通通過(guò)其于磁柱形成回路，且磁通不變，因而使其輸出電壓極少變化，能正常供電。
本實(shí)用新型的初、次級(jí)線圈也可進(jìn)一步繞于不同磁柱上，如初級(jí)線圈繞于中心磁柱上，而多個(gè)次級(jí)線圈分別繞在各邊磁柱上，則構(gòu)成多路同步控制變壓器。
權(quán)利要求1.一種多柱多相相互低干擾組合變壓器，它主要由變壓器磁芯，初次級(jí)線圈組，變壓器繞線架，空氣開(kāi)關(guān)等部分組成；其特征在于變壓器磁芯是不少于N+1柱且不少于四柱的多柱磁芯組成，多柱磁芯各磁柱當(dāng)量磁間距是等比例的，各柱軸心對(duì)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(jí)線圈端頭接有限流器；各初級(jí)線圈組可順序串并接，并引出相應(yīng)的各相的引線端，各次級(jí)線圈組要對(duì)應(yīng)于初級(jí)串并接狀況，各次級(jí)線圈組相互連接形成各相引出端。
2.如權(quán)利要求1所述一種多柱多相相互低干擾組合變壓器特征在于多柱磁芯中有中心柱的磁芯采用N+大1模式，確定磁柱數(shù)目，其中大1柱是單柱及由多束單柱集合成的中心柱；其截面積不小于周邊各裝有初、次級(jí)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(dǎo)體截面積和各相鄰邊柱間連接的單邊磁導(dǎo)體截面積都不小于該邊柱的截面積，各邊柱的截面積相等；無(wú)中心柱的管狀、盒狀多邊柱磁芯采用2×(N-1)模式，確定磁柱數(shù)目，各邊柱截面積要相等，且各相鄰邊柱間連接的單邊磁導(dǎo)體截面積不少于單個(gè)邊柱的1/2倍截面積。
3.如權(quán)利要求1、2所述一種多柱多相相互低干擾組合變壓器特征在于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，但合并后可形成閉合磁路；
4.如權(quán)利要求1、2所述一種多柱多相相互低干擾組合變壓器特征在于N為相數(shù)或?yàn)榫€圈組數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述一種多柱多相相互低干擾組合變壓器特征在于初、次級(jí)線圈可以采用超導(dǎo)線圈、也可以采用常規(guī)線圈，或其中之一采用超導(dǎo)線圈。
6.如權(quán)利要求1所述一種多柱多相相互低干擾組合變壓器，特征在于特制變壓器線架是可一分為二帶邊齒帶槽可扣合的繞磁柱轉(zhuǎn)動(dòng)的線軸式繞線架或貼壁固定線架。
7.如權(quán)利要求6所述一種多柱多相相互低干擾組合變壓器，特征在于特制變壓器線架可以是帶充放閥有引線端子的密封環(huán)盒的儲(chǔ)線架，也可以是有連通槽環(huán)型的多線軸軸向套合并配以頂?shù)讖?fù)合壓蓋有引線端子與充放閥的儲(chǔ)線架，或有連通槽多邊型、環(huán)型儲(chǔ)線架。
8.如權(quán)利要求1所述一種多柱多相相互低干擾組合變壓器，特征在于初級(jí)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(jí)線圈一端可加入與初級(jí)相對(duì)應(yīng)的連鎖限流器或單獨(dú)加入限流器。
9.如權(quán)利要求1、2所述一種多柱多相相互低干擾組合變壓器特征在于對(duì)于N相有中心柱多柱變壓器或N-1相及2×(N-1)相的無(wú)中心柱管式、盒式多柱變壓器，繞于各相的初、次級(jí)線圈連接及輸入輸出方式或初級(jí)角接輸入、次級(jí)角接輸出；或初級(jí)角接輸入、次級(jí)星接輸出；或初級(jí)星接輸入、次級(jí)角接輸出；或初級(jí)星接輸入、次級(jí)角接輸出；且各初、次級(jí)繞組繞向一致，同相初次級(jí)繞組繞制在同磁柱上，對(duì)于多柱單相輸入多個(gè)單相輸出的變壓器而言，對(duì)于初級(jí)，分別繞于各柱的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(huán)...N-2線圈尾端與N-1線圈頭端相連，并由1線圈頭端與N-1線圈尾端引出輸入端，當(dāng)是有中心柱磁芯時(shí)要求中心柱與某個(gè)邊柱的單邊磁導(dǎo)體的截面積不小于該邊柱截面積且中心柱截面積不小于N-1倍或N倍該邊柱截面積，則N-1線圈尾端繼續(xù)與N線圈頭端相連，并由1線圈頭端N線圈尾端引出輸入端，對(duì)于次級(jí)線圈可以角接或星接或分別輸出各單相；對(duì)于多柱多單相輸入一個(gè)單相輸出的變壓器而言，對(duì)于分別繞于各柱初級(jí)線圈可以角接或星接或分別輸入各單相，各次級(jí)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(huán)……N-2線圈尾端與N-1線圈頭端相連，并且由1線圈頭端和N-1線圈尾端引出輸出端，當(dāng)是有中心柱磁芯時(shí)要求中心柱與某個(gè)邊柱的單邊磁導(dǎo)體的截面積不小于該邊柱截面積且中心柱截面積不小于N-1倍或N倍該邊柱截面積，則N-1線圈尾端繼續(xù)與N線圈頭端相連，并由1線圈頭端N線圈尾端引出輸出端，且各初、次級(jí)繞組繞向一致，對(duì)應(yīng)的初次級(jí)線圈繞在同磁柱上。
10.如權(quán)利要求1所述一種多柱多相相互低干擾組合變壓器，特征在于作為一般變壓器初、次級(jí)線圈也可以繞在不同磁柱上。
專利摘要本實(shí)用新型是多柱磁芯多相相互低干擾組合變壓器，屬于電器設(shè)備，它主要由變壓器磁芯、初級(jí)線圈組和次級(jí)線圈組、限流器等組成；其特征在于變壓器磁芯由不少于四柱的多柱磁芯組成，各磁柱軸心對(duì)中心呈均衡分布、多柱磁芯各磁柱當(dāng)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，合并后可形成閉合磁回路。各繞有初、次級(jí)線圈的繞線架分別依序配置于相應(yīng)的不同磁柱上；繞于各邊柱的初、次級(jí)線圈繞向一致，且對(duì)應(yīng)的初次級(jí)線圈繞在同磁柱上，初次級(jí)線圈兩端頭可連接有限流器；特點(diǎn)變送功率大，且可多相輸入輸出，相間低干擾；并可做成多用途變壓器。
文檔編號(hào)H01F30/06GK2575820SQ0225737
公開(kāi)日2003年9月24日 申請(qǐng)日期2002年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月20日
發(fā)明者趙強(qiáng) 申請(qǐng)人:趙強(qiáng)