專(zhuān)利名稱(chēng)：應(yīng)用于功率單元串聯(lián)多電平型高壓變頻器中的變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變壓器，具體地說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于無(wú) 網(wǎng)側(cè)電抗器、具有能量回饋功能的功率單元串聯(lián)多電平型高壓變頻器中的變 壓器。
背景技術(shù)：
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，高壓變頻器作為節(jié)能降耗的主要手段，在國(guó) 民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，如冶金、石化、供水、電力等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，并 發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
在諸多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高壓變頻器中，圖1所示的功率單元串聯(lián)多電平型高 壓變頻器，由于其電壓輸出能力強(qiáng)，對(duì)電網(wǎng)的諧波污染小，對(duì)電機(jī)輸出電壓
的dv/dt小，成為高壓變頻器的最主流和最優(yōu)的形式之一。
在功率單元串聯(lián)多電平型高壓變頻器的實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于需要電氣制動(dòng)
的負(fù)載，如大慣量風(fēng)機(jī)、礦井提升機(jī)、軋鋼機(jī)等，在被控電機(jī)制動(dòng)時(shí)需要將 其制動(dòng)能量從負(fù)載側(cè)反饋至電網(wǎng)側(cè)。為了使功率單元串聯(lián)多電平型高壓變頻 器具有能量回饋功能，每個(gè)功率單元的控制芯片必須要能夠精確地檢測(cè)其網(wǎng)
側(cè)電壓的相位，控制其網(wǎng)側(cè)電流。
為了使每個(gè)功率單元控制芯片能夠精確地檢測(cè)其網(wǎng)側(cè)電壓的相位，也為 了使每個(gè)功率單元的網(wǎng)側(cè)電感值相同且已知，降低控制程序的難度，如圖1 所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，通常在每個(gè)功率單元1的網(wǎng)側(cè)與三相多副邊繞組變壓 器2的副邊繞組之間增設(shè)一個(gè)三相低壓網(wǎng)側(cè)電抗器3。
在高壓變頻器內(nèi)安裝如此多的低壓網(wǎng)側(cè)電抗器將顯著地增加變頻器的體 積、重量和成本。
為了減小上述高壓變頻器的體積和重量，降低其制造成本，本發(fā)明人經(jīng) 過(guò)潛心研究開(kāi)發(fā)了一種無(wú)網(wǎng)側(cè)電抗器的、具有能量回饋功能的功率單元串聯(lián) 多電平型高壓變頻器，如圖2所示。在研制的過(guò)程中，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當(dāng)取 消了每個(gè)功率單元1網(wǎng)側(cè)與變壓器2副邊繞組之間的網(wǎng)側(cè)電抗器后，由于傳 統(tǒng)變壓器各副邊繞組與原邊繞組間的漏感差別過(guò)大，有的差別超過(guò)兩倍，使得各功率單元控制芯片無(wú)法用統(tǒng)一的電感值進(jìn)行控制算法計(jì)算，大大增加了 控制難度。
鑒于上述原因，本實(shí)用新型的目的是提供一種應(yīng)用于無(wú)網(wǎng)側(cè)電抗器、具有 能量回饋功能的功率單元串聯(lián)多電平型高壓變頻器中變壓器。
為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型采用以下的設(shè)計(jì)方案 一種應(yīng)用于功率單 元串聯(lián)多電平型高壓變頻器中的變壓器，該變壓器為三相多副邊繞組變壓 器，其特征在于該變壓器的原邊每相繞組被分為若干段繞制，各段繞組并聯(lián)。
所述變壓器的副邊繞組集中地繞在鐵芯和原邊繞組的中部，端部留空。 本實(shí)用新型可以顯著地降低各副邊繞組與原邊繞組之間的漏感差別，使變壓 器各副邊繞組與原邊繞組間漏感的差別降低為傳統(tǒng)變壓器的一半以下，有效地 保證了各功率單元控制芯片控制算法中參數(shù)的一致性和功率單元的可交換性。

圖1為帶有網(wǎng)側(cè)電抗器的具有能量回饋功能的功率單元串聯(lián)多電平型高壓 變頻器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖2為無(wú)網(wǎng)側(cè)電抗器的具有能量回饋功能的功率單元串聯(lián)多電平型高壓變
頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖3為本實(shí)用新型三相多副邊繞組變壓器結(jié)構(gòu)示意圖4為本實(shí)用新型三相多副邊繞組變壓器原邊繞組截面示意圖5為本實(shí)用新型三相多副邊繞組變壓器副邊繞組截面示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，并非對(duì)本實(shí)用 新型的限定。
如圖3所示，本實(shí)用新型公開(kāi)的應(yīng)用于無(wú)網(wǎng)側(cè)電抗器、具有能量回饋功能 的功率單元串聯(lián)多電平型高壓變頻器中的變壓器為三相多副邊繞組變壓器。
如圖4所示，該變壓器的原邊每相繞組被分為多段繞制，各段繞組并聯(lián)。圖 中忽略了變壓器的副邊繞組和輔助繞組，如圖所示，在本實(shí)用新型的具體實(shí)施 例中，將變壓器原邊每相繞組分為三段進(jìn)行繞制Al、 A2、 A3、 Bl、 B2、 B3、 Cl、 C2、 C3，三段繞組在電氣上并聯(lián)連接。這種結(jié)構(gòu)可以顯著地降低各個(gè)副邊 繞組與原邊繞組之間的漏感的差別。在實(shí)際應(yīng)用中，也可以根據(jù)變頻器功率大
發(fā)明內(nèi)容小，綜合考慮繞制難度和成本，將原邊繞組繞成兩段或者多段。
或者，如圖5所示，將變壓器的副邊繞組相對(duì)集中地繞在鐵芯和原邊繞組的 中部，端部留空。如圖所示，將變壓器副邊繞組集中繞制在鐵芯的中部，而在 鐵芯的兩端部不纏繞副邊繞組，在鐵芯的一端可以放置用于驅(qū)動(dòng)變頻器的散熱 風(fēng)機(jī)運(yùn)行的輔助繞組。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以顯著地降低端部效應(yīng)對(duì)各個(gè)副邊繞組 與原邊繞組間漏感差別的影響，使其接近靠近鐵芯中部的副邊繞組漏感。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，上述對(duì)變壓器結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使變壓器各副邊繞組與原邊繞組間
漏感的差別將降低為原先的一半以下，有效地保證了控制算法中參數(shù)的一致性 和功率單元的可交換性。
權(quán)利要求1、一種應(yīng)用于功率單元串聯(lián)多電平型高壓變頻器中的變壓器，該變壓器為三相多副邊繞組變壓器，其特征在于該變壓器的原邊每相繞組被分為若干段繞制，各段繞組并聯(lián)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于功率單元串聯(lián)多電平型高壓變頻器 中的變壓器，其特征在于所述變壓器的副邊繞組集中地繞在鐵芯和原邊繞組 的中部，端部留空。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種應(yīng)用于功率單元串聯(lián)多電平型高壓變頻器中的變壓器，該變壓器為三相多副邊繞組變壓器，其特征在于該變壓器的原邊每相繞組被分為多段繞制，各段繞組并聯(lián)。其副邊繞組集中地繞在鐵芯和原邊繞組的中部，端部留空。本實(shí)用新型可以顯著地降低各副邊繞組與原邊繞組之間的漏感差別，使變壓器各副邊繞組與原邊繞組間漏感的差別降低為傳統(tǒng)變壓器的一半以下，有效地保證了各功率單元控制芯片控制算法中參數(shù)的一致性和功率單元的可交換性。
文檔編號(hào)H01F27/28GK201142267SQ200720190878
公開(kāi)日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者馬永健 申請(qǐng)人:北京利德華福電氣技術(shù)有限公司