一種18脈波自耦移相整流變壓器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種變壓器，尤其涉及的是一種基于電磁濾波原理的18脈波自 耦移相整流變壓器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著當(dāng)今社會(huì)變頻調(diào)速技術(shù)的成熟發(fā)展，以及非線性負(fù)荷的大量增加，對(duì)電網(wǎng)的 電能質(zhì)量、安全和可靠運(yùn)行的要求也不斷增加。其中變壓器不僅需要起到整流、移相、隔離 的作用，還要承擔(dān)抑制諧波的責(zé)任。傳統(tǒng)的隔離式18脈波整流變壓器通常使用獨(dú)立的一次 側(cè)繞組和二次側(cè)繞組，以便通過(guò)初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的電磁耦合來(lái)傳遞能量，其初級(jí)線圈 和次級(jí)線圈沒(méi)有直接的電聯(lián)系。此類(lèi)變壓器原理簡(jiǎn)單，能夠允許較大的電壓變化率，因此應(yīng) 用十分普遍。但由于其需要彼此獨(dú)立的兩個(gè)繞組，需要占用較大的體積，從而需要很大的成 本。因此，有必要設(shè)計(jì)一種既能有效抑制諧波，同時(shí)又成本低廉、占用體積小的變壓器。
[0003] 自耦變壓器屬于非隔離型變壓器，其初期線圈和次級(jí)線圈位于同一個(gè)繞組上，通 常次級(jí)線圈會(huì)使觸及線圈的一部分。其特點(diǎn)是初級(jí)線圈和次級(jí)線圈不僅有磁路上的耦合而 且還有直接的電聯(lián)系，這樣使得通過(guò)磁場(chǎng)耦合傳遞的電磁容量只占總?cè)萘康囊徊糠帧ｋS著 繞組數(shù)量的減少以及線圈性能的合并，使得變壓器的有效材料需求量大大減小，從而不僅 縮小了體積，還降低了生產(chǎn)成本。
[0004] 本實(shí)用新型基于電磁濾波原理，提供了一種采用自耦連接方式連接的18脈波自 耦移相整流變壓器，與傳統(tǒng)18脈波整流變壓器相比，其不僅能夠有效抑制諧波，而且減小 了變壓器的體積和生產(chǎn)成本。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，本實(shí)用新型提供了一種18脈波自耦移相整 流變壓器，該變壓器可以有效抑制諧波，減小變壓器體積和重量，保證電能質(zhì)量。
[0006] 本實(shí)用新型的一種18脈波自耦移相整流變壓器通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0007] 一種18脈波自耦移相整流變壓器，包括變壓器框架和繞組，所述變壓器框架包括 三個(gè)相互平行排列的鐵芯柱，繞組包括A相繞組、B相繞組和C相繞組；所述A相繞組包括 第一部分繞組（A1)、第二部分繞組（A2)、第三部分繞組（A3)、第四部分繞組（A4)和第五部 分繞組（A5) ;B相繞組包括第一部分繞組（B1)、第二部分繞組（B2)、第三部分繞組（B3)、第 四部分繞組（B4)和第五部分繞組（B5) ;C相繞組包括第一部分繞組（C1)、第二部分繞組 (C2)、第三部分繞組（C3)、第四部分繞組（C4)和第五部分繞組（C5);其特征在于：所述三 相繞組分別以同一方向繞制在三個(gè)相互平行排列的鐵芯柱上，其中，
[0008] A相繞組第一部分繞組（A1)、第二部分繞組（A2)、第三部分繞組（A3)、第四部分繞 組（A4)、第五部分繞組（A5)繞制在第一鐵芯柱上；
[0009] B相繞組第一部分繞組（B1)、第二部分繞組（B2)、第三部分繞組（B3)、第四部分繞 組（B4)、第五部分繞組（B5)繞制在第二鐵芯柱；
[0010] C相繞組第一部分繞組（Cl)、第二部分繞組（C2)、第三部分繞組（C3)、第四部分繞 組（C4)、第五部分繞組（C5)繞制在第三鐵芯柱。
[0011] 其中，各相繞組的五部分繞組匝數(shù)滿足：
[0012]
[0013] N1為變壓器一次側(cè)等效匝數(shù)，N2為變壓器二次側(cè)等效匝數(shù)，Wi為第一部分繞組的 匝數(shù)，w2為第二部分繞組的匝數(shù)，W3為第三部分繞組的匝數(shù)，W4為第四部分繞組的匝數(shù)，W5 為第五部分繞組的匝數(shù)。
[0014] 進(jìn)一步地，當(dāng)所述變壓器一次側(cè)輸入相電壓與二次側(cè)輸出相電壓之變比大于 sin(20°) sin(120。），同時(shí)小于1時(shí)，A相繞組第一部分繞組（A1)的首端（Als)、第二部分繞組（A2) 的末端（A2e)、C相繞組第四部分繞組（C4)首端（C4s)、B相繞組第五部分繞組（B5)首端 (B5s)相連，A相繞組第二部分繞組（A2)的首端（A2s)與第三部分繞組（A3)的末端（A3e) 相連；
[0015] A相繞組第二部分繞組（A2)首端（A2s)作為A相繞組輸入端，第三部分繞組（A3) 首端（A3s)作為A相繞組第一輸出端（aO)，C相繞組第四部分繞組（C4)末端（C4e)作為A 相繞組第二輸出端（al)，B相繞組第五部分繞組（B5)末端（B5e)作為A相繞組第三輸出端 (a2)；
[0016] B相繞組以及C相繞組的連接方式與A相繞組的連接方式相同，且A相繞組的第一 部分繞組（A1)的末端（Ale)、B相繞組的第一部分繞組（B1)的末端（Ble)、C相繞組的第一 部分繞組（C1)的末端（Cle)連接在一起構(gòu)成中性線n。
[0017] 進(jìn)一步地，C相繞組第四部分繞組（C4)末端（C4e)輸出電壓超前A相繞組第三部 分繞組（A3)首端（A3s)輸出電壓的相位40度，B相繞組第五部分繞組（B5)末端（B5e)輸 出電壓滯后A相繞組第三部分繞組（A3)首端（A3s)輸出電壓的相位40度；
[0018] A相繞組第四部分繞組（A4)末端（A4e)輸出電壓超前B相繞組第三部分繞組（B3) 首端（B3s)輸出電壓的相位40度，C相繞組第五部分繞組（C5)末端（C5e)輸出電壓滯后B 相繞組第三部分繞組（B3)首端（B3s)輸出電壓的相位40度；
[0019] B相繞組第四部分繞組（B4)末端（B4e)輸出電壓超前C相繞組第三部分繞組（C3) 首端（C3s)輸出電壓的相位40度，A相繞組第五部分繞組（A5)末端（A5e)輸出電壓滯后C 相繞組第三部分繞組（C3)首端（C3s)輸出電壓的相位40度；
[0020] 所述A相繞組、B相繞組、C相繞組的第三部分繞組首端的輸出電壓之間的相位互 差120度；
[0021] 所述A相繞組、B相繞組、C相繞組的第四部分繞組末端的輸出電壓之間的相位互 差120度；
[0022] 所述A相繞組、B相繞組、C相繞組的第五部分繞組末端輸出電壓之間的相位互差 120 度。
[0023] 進(jìn)一步地，所述變壓器框架進(jìn)一步包括兩個(gè)旁軛。
[0024] 由于采用以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0025] 1.抑制電壓器輸出電壓的畸變，可消除3倍次及5、7、17、19次諧波，改善二次側(cè)諧 波對(duì)一次側(cè)諧波造成的影響；
[0026] 2.采用自耦連接方式，減小了變壓器體積和重量，降低了生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明：
[0028] 圖1是本實(shí)用新型的變壓器繞組結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖2是本實(shí)用新型的變壓器繞組連接示意圖；
[0030] 圖3是本實(shí)用新型的變壓器A相繞組的輸入電壓和輸出電壓矢量圖；
[0031] 圖4是本實(shí)用新型的變壓器三相繞組的輸入電壓和輸出電壓矢量圖；
[0032] 圖5是本實(shí)用新型的變壓器繞組的匝數(shù)匹配關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖和實(shí)施 例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本 實(shí)用新型，并不用于限定本。
[0034] 圖1和圖2分別是本實(shí)用新型的變壓器繞組結(jié)構(gòu)示意圖和連接示意圖。如圖所 示，一種18脈波自耦移相整流變壓器包括變壓器框架和繞組，其中變壓器框架包括三個(gè)相 互平行排列的鐵芯柱，繞組包括A相繞組、B相繞組和C相繞組；A相繞組包括第一部分繞 組A1、第二部分繞組A2、第三部分繞組A3、第四部分繞組A4和第五部分繞組A5 ;B相繞組 包括第一部分繞組B1、第二部分繞組B2、第三部分繞組B3、第四部分繞組B4和第五部分繞 組B5 ;C相繞組包括第一部分繞組C1、第二部分繞組C2、第三部分繞組C3、第四部分繞組C4 和第五部分繞組C5。進(jìn)一步地，變壓器的三相繞組分別繞制在三個(gè)相互平行排列的鐵芯柱 上，其中，
[0035]A相繞組第一部分繞組（A1)、第二部分繞組（A2)、第三部分繞組（A3)、第四部分繞 組（A4)、第五部分繞組（A5)繞制在第一鐵芯柱上；
[0036]B相繞組第一部分繞組（B1)、第二部分繞組（B2)、第三部分繞組（B3)、第四部分繞 組（B4)、第五部分繞組（B5)繞制在第二鐵芯柱；
[0037]C相繞組第一部分繞組（C1)、第二部分繞組（C2)、第三部分繞組（C3)、第四部分繞 組（C4)、第五部分繞組（C5)繞制在第三鐵芯柱。
[0038] 圖2是本實(shí)用新型變壓器繞組連接示意圖。如圖2所示，當(dāng)變壓器一次側(cè)輸入相 sin(20°) 電壓與二次側(cè)輸出相電壓之變比大于sitU12(r；)同時(shí)小于1時(shí)，A相繞組第一部分繞組（A1) 9 的首端（Als)、第二部分繞組（A2)的末端（A2e)、C相繞組第四部分繞組（C4)首端（C4s)、B相繞組第五部分繞組（B5)首端（B5s)相連，A相繞組第二部分繞組（A2)的首端（A2s)與 第三部分繞組（A3)的末端（A3e)相連；
[0039] A相繞組第二部分繞組（A2)首端（A2s)作為A相繞組輸入端，第三部分繞組（A3) 首端（A3s)作為A相繞組第一輸出端（aO)，C相繞組第四部分繞組（C4)末端（C4e)作為A 相繞組第二輸出端（al)，B相繞組第五部分