一種多磁路變壓器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及變壓器領(lǐng)域，尤其涉及的是一種多磁路變壓器。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003] 變壓器在額定一次電壓（即初級(jí)電壓)下二次側(cè)（即次級(jí)電路)突然發(fā)生短路故障， 稱為變壓器突發(fā)短路。變壓器突發(fā)短路時(shí)，一、二次繞組中所流過的電流稱為短路電流。短 路電流僅由變壓器的自身阻抗和一次側(cè)的線路阻抗來限制。所以變壓器在突發(fā)短路時(shí)的短 路電流很大，有時(shí)可達(dá)額定電流的20倍以上，其瞬時(shí)的沖擊峰值電流甚至?xí)^額定電流 的50倍。短路電流在繞組中產(chǎn)生巨大的電磁力，并傳遞到組成變壓器的結(jié)構(gòu)件上，嚴(yán)重時(shí)會(huì) 使變壓器的相關(guān)部件炸開；另一方面，短路電流會(huì)引起繞組迅速發(fā)熱、熔斷、起火等故障和 災(zāi)害。
[0004] 限制變壓器的短路電流大小是變壓器制造廠家必須要考慮的，目前的方法大多是 加大變壓器的短路阻抗和加裝過電流保護(hù)開關(guān):前者，用目前的方法加大變壓器的短路阻 抗通常會(huì)帶來另外的隱患，一是成本增加，二是變壓器的附加損耗和雜散損耗也相應(yīng)增加， 有時(shí)甚至?xí)^繞組的直流電阻損耗;后者，加裝過電流保護(hù)開關(guān)無疑會(huì)使系統(tǒng)成本增加， 另一方面，保護(hù)開關(guān)動(dòng)作不可避免的存在一定的延遲，保護(hù)開關(guān)不能及時(shí)跳開斷電，造成變 壓器線圈短路起火。
[0005] 因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種多磁路變壓器，旨在解決現(xiàn)有的變壓器的短路電流 大，容易引發(fā)事故的技術(shù)問題。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種多磁路變壓器，包括鐵芯組件和繞接在鐵芯組件上 的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組，其中，所述鐵芯組件包括至少兩個(gè)鐵芯子件，所述鐵芯子件設(shè)置有 初級(jí)子端和次級(jí)端，所述各鐵芯子件層疊設(shè)置，各鐵芯子件的初級(jí)子端層疊組成初級(jí)端;所 述初級(jí)繞組卷繞在初級(jí)端上;所述次級(jí)繞組數(shù)量與鐵芯子件數(shù)量一致，所述次級(jí)繞組繞接 至少一個(gè)鐵芯子件的次級(jí)端。
[0009] 所述的多磁路變壓器，其中，所述鐵芯組件包括兩個(gè)鐵芯子件和兩個(gè)次級(jí)繞組，所 述兩個(gè)次級(jí)繞組分別繞接在兩個(gè)鐵芯子件的次級(jí)端上。
[0010]所述的多磁路變壓器，其中，所述鐵芯組件包括至少三個(gè)鐵芯子件和至少三個(gè)次 級(jí)繞組，所述次級(jí)繞組分別單獨(dú)繞接在各鐵芯子件的次級(jí)端上，或所述次級(jí)繞組同時(shí)繞接 至少兩個(gè)鐵芯子件的次級(jí)端。
[0011]所述的多磁路變壓器，其中，所述鐵芯子件為EI形鐵芯，各鐵芯子件左右排列組合 設(shè)置。
[0012] 所述的多磁路變壓器，其中，所述鐵芯子件為環(huán)形鐵芯，各鐵芯子件上下排列層疊 設(shè)置。
[0013] 所述的多磁路變壓器，其中，所述多磁路變壓器還包括設(shè)置在各鐵芯子件之間的U 形夾件，各鐵芯子件兩端通過橫鎖螺栓穿過鐵芯子件端部和U形夾件固定。
[0014] 本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明公開了一種多磁路變壓器，通過將主磁通進(jìn)行分流來 減小變壓器的短路電流，適當(dāng)?shù)蔫F芯和繞組布置可使變壓器的短路電流大幅下降，由傳統(tǒng) 的額定電流40倍以上可降為2倍額定電流以內(nèi)，避免了因變壓器次級(jí)短路或負(fù)載短路引起 變壓器自身爆炸、起火等事故和災(zāi)害。
[0015]
【附圖說明】
[0016] 圖1是現(xiàn)有變壓器繞組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖2是本發(fā)明中多磁路變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖3是本發(fā)明中多磁路變壓器的原理圖。
[0019]圖4是采用EI形鐵芯的多磁路變壓器鐵芯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0020]圖5是采用環(huán)形鐵芯的多磁路變壓器鐵芯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0021 ]圖6是采用EI形鐵芯的多磁路變壓器鐵芯的側(cè)視圖。
[0022]
【具體實(shí)施方式】
[0023] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì) 本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0024] 現(xiàn)有的變壓器繞組如圖1所示，包括鐵芯組件100,在該鐵芯組件100上繞接有初級(jí) 繞組P、次級(jí)繞組S1、S2、S3和S4?？梢钥闯?，次級(jí)繞組S1、S2、S3和S4共用主磁通（即初級(jí)繞組 P通電后產(chǎn)生的磁通），當(dāng)其中一個(gè)次級(jí)繞組突發(fā)短路時(shí)，就相當(dāng)于短接全部的主磁通。這 時(shí)，相應(yīng)的次級(jí)電流（即次級(jí)繞組的電流)和初級(jí)電流（即初級(jí)繞組的電流)均會(huì)瞬時(shí)增大， 有時(shí)可達(dá)額定電流的20倍以上，從而引起事故。
[0025] 為了解決變壓器突發(fā)短路導(dǎo)致次級(jí)電流和初級(jí)電流過高而造成變壓器部件炸裂 或燃燒起火的問題，本發(fā)明對(duì)變壓器的鐵芯結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)。
[0026] 實(shí)施例1 如圖2所示，本實(shí)施例公開了一種多磁路變壓器，包括鐵芯組件和繞接在鐵芯組件上的 初級(jí)繞組200(即圖2中的P)和次級(jí)繞組300(即圖2中的S1、S2、S3和S4)，實(shí)際應(yīng)用中，鐵芯組 件包括至少兩個(gè)鐵芯子件11〇(圖2中為4個(gè)），該鐵芯子件110設(shè)置有初級(jí)子端111和次級(jí)端 112,各鐵芯子件110層疊設(shè)置，各鐵芯子件110的初級(jí)子端111層疊組成初級(jí)端。初級(jí)繞組 200卷繞在初級(jí)端上，次級(jí)繞組300數(shù)量與鐵芯子件數(shù)量一致，次級(jí)繞組300繞接鐵芯子件的 次級(jí)端112。
[0027]本實(shí)施例的這種設(shè)置方式，利用各次級(jí)繞組300對(duì)初級(jí)繞組200通電后所產(chǎn)生的主 磁通進(jìn)行分流，每一個(gè)次級(jí)繞組300相對(duì)于初級(jí)繞組200的短路阻抗均很大(在50%以上），同 時(shí)次級(jí)繞組300越多（即對(duì)初級(jí)繞組200通電后所產(chǎn)生的主磁通分流得越徹底），各次級(jí)繞組 300的短路阻抗就越大，從而實(shí)現(xiàn)減小變壓器的短路電流，防止變壓器因突發(fā)短路而造成起 火或炸裂的情況發(fā)生(其原理圖參見圖3)。當(dāng)其中一個(gè)次級(jí)繞組300或其所接的負(fù)載發(fā)生短 路時(shí)，其短接部分的主磁通較小，因此不會(huì)引起初級(jí)線圈的初級(jí)電流和該短路的次級(jí)電流 大幅增長(zhǎng)，一般短路電流可以控制在2倍額定電流內(nèi)。同時(shí)，本發(fā)明的這種設(shè)置結(jié)構(gòu)，雖然極 大的提高了變壓器的短路阻抗，但是并不會(huì)增大變壓器的附加損耗或雜散損耗，結(jié)構(gòu)巧妙 合理，實(shí)用性高。
[0028] 實(shí)際應(yīng)用中，鐵芯子件110可以選擇不同的形狀，例如可以采用傳統(tǒng)的EI形鐵芯 件，或者采用環(huán)形鐵芯件。不同形狀的鐵芯子件110對(duì)成品變壓器的參數(shù)會(huì)有一定影響，具 體需要根據(jù)該變壓器的實(shí)際應(yīng)用選擇。鐵芯子件110采用EI形鐵芯件，參見圖4,各鐵芯子件 110左右排列組合設(shè)置，這種設(shè)置方式便于工人繞線，可以提高制作效率，同時(shí)生產(chǎn)得到的 變壓器性能較好，適用性強(qiáng)，各次級(jí)繞組300的輸出電壓穩(wěn)定，抗干擾性能強(qiáng)。
[0029] 進(jìn)一步的，參見圖6(其中標(biāo)號(hào)150為接線端子，最右邊的為初級(jí)端子，其余為次級(jí) 端子），多磁路變壓器還包括設(shè)置在各鐵芯子件11〇(即EI形鐵芯件)之間的U形夾件120,安 裝時(shí)，各鐵芯子件110兩端通過橫鎖螺栓130穿過鐵芯子件110端部和U形夾件120固定。這種 安裝方式，一方面易于安裝，同時(shí)整個(gè)鐵芯結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性好；另一方面，這種設(shè)置結(jié)構(gòu)使相 鄰的兩個(gè)鐵芯子件110之間形成通風(fēng)道140,極大的提高了變壓器的散熱效率，經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)， 這種結(jié)構(gòu)的變壓器的散熱效率比傳統(tǒng)的變壓器的散熱效率提高25%~30%。
[0030] 實(shí)施例2 如圖5所示，本實(shí)施例公開了另一種利用環(huán)形鐵芯子件110生產(chǎn)得到的變壓器鐵芯結(jié) 構(gòu)。為了便于工人繞線，各環(huán)形鐵芯子件110上下層疊設(shè)置，這種環(huán)形的鐵芯子件110結(jié)構(gòu)， 磁通流動(dòng)更加順暢，主磁通的分流效果更佳，同時(shí)各次級(jí)繞組的輸出電壓穩(wěn)定性更高，抗干 擾能力更強(qiáng)，使變壓器的損耗更小，效率更高，非常適合低損耗小體積的應(yīng)用場(chǎng)合要求。
[0031] 實(shí)際應(yīng)用中，為了提高某個(gè)次級(jí)的短路電流，可以將該次級(jí)繞組同時(shí)繞接多個(gè)鐵 芯子件110的次級(jí)端112(或增加該次級(jí)繞組所繞接的鐵芯子件的截面積）。
[0032]為了說明本發(fā)明可以大幅降低變壓器的突發(fā)短路電流，實(shí)際制作出兩臺(tái)5KW的單 相隔離變壓器，其中一臺(tái)按常規(guī)方式制作（即按圖1的結(jié)構(gòu)），另一臺(tái)按本發(fā)明方案制作（BP 按圖2結(jié)構(gòu)，只不過采用兩個(gè)鐵芯子件，分別對(duì)應(yīng)次級(jí)1繞組和次級(jí)2繞組）。主要技術(shù)參數(shù) 為:額定容量5KW，初級(jí)額定電壓220V，次級(jí)為兩組110V電壓輸出，初級(jí)額定電流為22.7A，每 一組次級(jí)的額定電流均為22.7A，兩臺(tái)單相隔離變壓器的主要技術(shù)參數(shù)相同，分別將次級(jí)1 繞組和次級(jí)2繞組進(jìn)行短路連接，測(cè)量短路的次級(jí)電流和初級(jí)電流，各數(shù)據(jù)如下表所示：
由上表可知，本發(fā)明可大幅降低次級(jí)繞組和初級(jí)繞組的短路電流。
[0033]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可 以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保 護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種多磁路變壓器，包括鐵芯組件和繞接在鐵芯組件上的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組，其 特征在于，所述鐵芯組件包括至少兩個(gè)鐵芯子件，所述鐵芯子件設(shè)置有初級(jí)子端和次級(jí)端， 所述各鐵芯子件層疊設(shè)置，各鐵芯子件的初級(jí)子端層疊組成初級(jí)端;所述初級(jí)繞組卷繞在 初級(jí)端上;所述次級(jí)繞組數(shù)量與鐵芯子件數(shù)量一致，所述次級(jí)繞組繞接至少一個(gè)鐵芯子件 的次級(jí)端。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多磁路變壓器，其特征在于，所述鐵芯組件包括兩個(gè)鐵芯子件 和兩個(gè)次級(jí)繞組，所述兩個(gè)次級(jí)繞組分別繞接在兩個(gè)鐵芯子件的次級(jí)端上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多磁路變壓器，其特征在于，所述鐵芯組件包括至少三個(gè)鐵芯 子件和至少三個(gè)次級(jí)繞組，所述次級(jí)繞組分別單獨(dú)繞接在各鐵芯子件的次級(jí)端上，或所述 次級(jí)繞組同時(shí)繞接至少兩個(gè)鐵芯子件的次級(jí)端。4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3任意一項(xiàng)所述的多磁路變壓器，其特征在于，所述鐵芯子件為EI形 鐵芯，各鐵芯子件左右排列組合設(shè)置。5. 根據(jù)權(quán)利要求1~3任意一項(xiàng)所述的多磁路變壓器，其特征在于，所述鐵芯子件為環(huán)形 鐵芯，各鐵芯子件上下排列層疊設(shè)置。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多磁路變壓器，其特征在于，所述多磁路變壓器還包括設(shè)置在 各鐵芯子件之間的U形夾件，各鐵芯子件兩端通過橫鎖螺栓穿過鐵芯子件端部和U形夾件固 定。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多磁路變壓器，包括鐵芯組件和繞接在鐵芯組件上的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組，其中，所述鐵芯組件包括至少兩個(gè)鐵芯子件，所述鐵芯子件設(shè)置有初級(jí)子端和次級(jí)端，所述各鐵芯子件層疊設(shè)置，各鐵芯子件的初級(jí)子端層疊組成初級(jí)端；所述初級(jí)繞組卷繞在初級(jí)端上；所述次級(jí)繞組數(shù)量與鐵芯子件數(shù)量一致，所述次級(jí)繞組繞接至少一個(gè)鐵芯子件的次級(jí)端。本發(fā)明公開了一種多磁路變壓器，通過將主磁通進(jìn)行分流來減小變壓器的短路電流，適當(dāng)?shù)蔫F芯和繞組布置可使變壓器的短路電流大幅下降，由傳統(tǒng)的額定電流40倍以上可降為2倍額定電流以內(nèi)，避免了因變壓器次級(jí)短路或負(fù)載短路引起變壓器自身爆炸、起火等事故和災(zāi)害。
【IPC分類】H01F27/26, H01F3/10, H01F27/24
【公開號(hào)】CN105448485
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510915620
【發(fā)明人】冉瑞剛
【申請(qǐng)人】廣東新昇電業(yè)科技股份有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年12月10日