本實用新型屬于電力技術領域，具體涉及一種變頻旋轉(zhuǎn)三相變壓器。

背景技術：

在多種應用場合中，變壓器需要向不同的對象分別輸出50Hz/60Hz的電能。

普通三相變壓器不具有變頻功能，因此還需要使用變頻器對變壓器輸出的電能頻率進行調(diào)節(jié)。但是基于電力電子技術的大功率變頻器價格較貴，因此在成本控制比較嚴格的場合中，其應用受到限制。

為了解決上述問題，有必要開發(fā)一種不需要使用電力電子器件，價格低廉且自身能夠變頻的三相變壓器。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術的不足，設計一種變頻旋轉(zhuǎn)三相變壓器，除能夠變壓外，還能夠代替價格較貴的大功率變頻器實現(xiàn)電能頻率的變換。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種變頻旋轉(zhuǎn)三相變壓器，包括定子和永磁同步電機，所述的定子內(nèi)沿軸線設置有轉(zhuǎn)軸，所述的轉(zhuǎn)軸上套設有轉(zhuǎn)子，所述的轉(zhuǎn)子上套設有滑環(huán)，所述的滑環(huán)外側(cè)設置有與滑環(huán)配合使用的碳刷，所述的碳刷上設置有輸出引線，所述的輸出引線的末端設置有輸出端口；所述的永磁同步電機的輸出端設置有主傳動軸，所述的主傳動軸的末端設置有變速齒輪箱，所述的變速齒輪箱的輸出端設置有副傳動軸，所述的副傳動軸與轉(zhuǎn)軸相連接。

所述的一種變頻旋轉(zhuǎn)三相變壓器，其永磁同步電機與供電母線之間設置有斷路器。

所述的一種變頻旋轉(zhuǎn)三相變壓器，其轉(zhuǎn)子上設置有轉(zhuǎn)子制動器。

所述的一種變頻旋轉(zhuǎn)三相變壓器，其變速齒輪箱減速比為10:1。

所述的一種變頻旋轉(zhuǎn)三相變壓器，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和定子的電壓頻率、轉(zhuǎn)子的電壓頻率和繞組極對數(shù)的關系滿足關系式。

所述的一種變頻旋轉(zhuǎn)三相變壓器，其繞組極對數(shù)，所述的永磁同步電機的繞組極對數(shù)。

本實用新型的有益效果是：在實現(xiàn)變壓功能的同時，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速改變輸出電壓的頻率，輸出電能的頻率可以在50Hz和60Hz之間切換，且本實用新型本身不帶有電力電子器件，具有體積小、制造成本低等優(yōu)勢。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

各附圖標記為：1—供電母線，2—定子，3—輸出引線，4—輸出端口，5—轉(zhuǎn)子制動器，6—滑環(huán)，7—斷路器，8—碳刷，9—轉(zhuǎn)軸，10—轉(zhuǎn)子，11—變速齒輪箱，12—副傳動軸，13—主傳動軸，14—永磁同步電機。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

參照圖1所示，本實用新型公開了一種變頻旋轉(zhuǎn)三相變壓器，解決了傳統(tǒng)三相變壓器不能改變輸出電壓頻率的問題，包括分別與供電母線1相連接的定子2和永磁同步電機14，所述的定子2內(nèi)沿軸線設置有轉(zhuǎn)軸9，所述的轉(zhuǎn)軸9上套設有轉(zhuǎn)子10，所述的轉(zhuǎn)子10上套設有滑環(huán)6，所述的滑環(huán)6外側(cè)設置有與滑環(huán)6配合使用的碳刷8，所述的碳刷8上設置有輸出引線3，所述的輸出引線3的末端設置有輸出端口4；所述的永磁同步電機14的輸出端設置有主傳動軸13，所述的永磁同步電機14的轉(zhuǎn)速高于轉(zhuǎn)子10的轉(zhuǎn)速，所以主傳動軸13的末端設置有固定齒比的變速齒輪箱11，這樣永磁同步電機14通過變速齒輪箱11進行變速，所述的變速齒輪箱11的輸出端設置有副傳動軸12，所述的副傳動軸12與轉(zhuǎn)軸9相連接。本實用新型變壓器的轉(zhuǎn)子10由一臺永磁同步電機14進行驅(qū)動，永磁同步電機14轉(zhuǎn)速高于轉(zhuǎn)子10的轉(zhuǎn)速，通過一臺固定齒比的變速齒輪箱11進行變速，優(yōu)選的，變速齒輪箱11設置有固定的10:1的減速比。

所述的永磁同步電機14與供電母線1之間設置有斷路器7。所述的轉(zhuǎn)子10上設置有轉(zhuǎn)子制動器5，該裝置動作時轉(zhuǎn)子10停止旋轉(zhuǎn)，永磁同步電機14依靠三相供電母線1供電。當斷路器7閉合，轉(zhuǎn)子制動器5不工作且轉(zhuǎn)子10在逆定子2磁鏈方向以300轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時，本實用新型的轉(zhuǎn)子10發(fā)出60Hz電能。當斷路器7斷開，永磁同步電機14停機，轉(zhuǎn)子制動器5工作，轉(zhuǎn)子10停轉(zhuǎn)，此時，轉(zhuǎn)子10發(fā)出50Hz電能。

所述的轉(zhuǎn)子10的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和定子2的電壓頻率、轉(zhuǎn)子10的電壓頻率和繞組極對數(shù)的關系滿足關系式：；變壓器的轉(zhuǎn)子10繞組極對數(shù)；永磁同步電機14的繞組極對數(shù)。

本實用新型的轉(zhuǎn)子10由永磁同步電機14通過變速齒輪箱11驅(qū)動。使用時，為了減少成本，所述的變速齒輪箱11具有固定的10:1的減速比。當定子2連接50Hz的供電母線1時，按照以下方式進行操作，本實用新型可以輸出50Hz和60Hz兩種頻率的電壓。

需要輸出60Hz電壓時，閉合斷路器7，永磁同步電機14開始工作。由于永磁同步電機14的繞組極對數(shù)，因此永磁同步電機14的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分。經(jīng)過變速齒輪箱11減速后，轉(zhuǎn)子10的轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分。當轉(zhuǎn)子10逆定子2磁鏈方向旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子10的轉(zhuǎn)速和定子2的電壓頻率、轉(zhuǎn)子10的電壓頻率和繞組極對數(shù)的關系滿足關系式：，其中定子2的電壓頻率Hz，轉(zhuǎn)子10繞組極對數(shù)，因此可以計算得到轉(zhuǎn)子10此時輸出的電壓頻率Hz。

需要輸出50Hz電壓時，斷開斷路器7，此時永磁同步電機14不工作，轉(zhuǎn)子10通過轉(zhuǎn)子制動器5進行制動。這時轉(zhuǎn)子10和定子2相對靜止，相當于一臺三相靜止變壓器，此時轉(zhuǎn)子10輸出的電壓頻率Hz。

上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，以及部分運用的實施例，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。