用于电动车辆的变压器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于电动车辆的变压器，其具有至少一个高压初级绕组(1)、至少一个牵引次级绕组(2)以及至少一个辅助运行次级绕组(3)和磁性导通的芯柱(4)。在此，牵引次级绕组(2)围绕芯柱(4)同中心地布置在内层(6)中。高压初级绕组(1)和辅助运行次级绕组(3)围绕芯柱(4)和牵引次级绕组(2)同中心地布置在外层(7)中。在此，辅助运行次级绕组(3)包括至少两个导电连接的线圈(3.1、3.2)，所述两个导电连接的线圈沿轴向(A)包围所述高压初级绕组(1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种用于电动车辆的变压器，其具有至少一个高压初级绕组(1)、至少一个牵引次级绕组(2)以及至少一个辅助运行次级绕组(3)和磁性导通的芯柱(4)。在此，牵引次级绕组(2)围绕芯柱(4)同中心地布置在内层(6)中。高压初级绕组(1)和辅助运行次级绕组(3)围绕芯柱(4)和牵引次级绕组(2)同中心地布置在外层(7)中。在此，辅助运行次级绕组(3)包括至少两个导电连接的线圈(3.1、3.2)，所述两个导电连接的线圈沿轴向(A)包围所述高压初级绕组(1)。【专利说明】用于电动车辆的变压器
本专利技术涉及一种用于电动车辆的变压器，其具有至少一个高压初级绕组、至少一个牵引次级绕组以及至少一个辅助运行次级绕组和磁性导通的芯。
技术介绍
用于电动车辆的变压器将由高架电线提供的电压(以下称为高压)转换为适用于运行电力驱动器的牵引电压以及适用于供给辅助设备如暖气、照明设备或者通风设备的辅助运行电压。为此目的，通过高压供给的高压初级绕组感应式地与提供牵引电压或辅助运行电压的牵弓I次级绕组以及辅助运行次级绕组耦合。 由现有技术已知这样的绕组装置，它们实现了高压初级绕组与牵引次级绕组以及辅助运行次级绕组之间的感应式耦合。在此，电导线的多个连续的线匝(以下称为线圈)围绕具有长形延伸的共同铁芯布置。 多个线圈串联地导电连接在称为盘形绕组的绕组装置中并且共同形成绕组，例如牵引次级绕组。多个线圈在轴向上沿共同铁芯的长形延伸并列布置，其中，不同绕组的线圈依次相续。例如DD 234108 Al描述了一种具有多个牵引系统的用于机动车变压器的盘形线圈装置，其中通过相对于套管预设位置适当地布置线圈而避免了连接线路的导引装置中的交叉。 此外由现有技术(例如R.Kiichler, Die Transformatoren:Grundlagen fiir ihreBerechnung und Konstrukt1n, Springer 1966, S.282f)已知称为管式绕组或圆柱形绕组的绕组装置，其中，高压初级绕组、牵引次级绕组以及辅助运行次级绕组分别由线圈构成，其中，所述线圈同中心地布置。由现有技术已知的解决方案例如规定将牵引次级绕组围绕共同的铁芯布置在最内层上。高压初级绕组置于该最内层上。辅助运行次级绕组围绕高压初级绕组置于最外层上。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种用于电动车辆的改进的变压器，其包括至少一个高压初级绕组、至少一个牵引次级绕组以及至少一个辅助运行次级绕组和磁性导通的芯。 该技术问题按本专利技术通过权利要求1所述的特征解决。 本专利技术的有利设计方案是从属权利要求的主题。 用于电动车辆的变压器具有至少一个高压初级绕组、至少一个牵引次级绕组以及至少一个辅助运行次级绕组和磁性导通的芯柱，其中，按照本专利技术，牵引次级绕组围绕芯柱同中心地布置在内层中，并且高压初级绕组和辅助运行次级绕组围绕芯柱和牵引次级绕组同中心地布置在外层中，其中，辅助运行次级绕组包括两个导电连接的线圈，所述线圈沿轴向包围或包夹所述高压初级绕组。 按照本专利技术所述构造方式的变压器包括至少四个线圈，在所述线圈之间形成感应式率禹合。 在此，内部线圈形成牵引次级绕组。同中心地围绕所述内部线圈这样布置第一外部线圈，使得内部线圈和第一外部线圈的中心点沿轴向几乎重叠。所述第一外部线圈形成高压初级绕组，其中，所述第一外部线圈沿轴向的延伸长度小于内部线圈的延伸。 第二外部线圈和第三外部线圈同中心地围绕内部线圈这样布置，使得第二和第三外部线圈沿轴向包围高压初级绕组的第一外部线圈。所述第二和第三外部线圈导电地串联连接并且共同构成辅助运行次级绕组。高压初级绕组和辅助运行次级绕组并列布置的外部线圈沿轴向几乎完全遮盖牵引次级绕组的内部线圈。这种一个内部线圈和总共三个外部线圈的布置结构在以下称为同中心的线圈布置结构。 在同中心的线圈布置结构内部具有由可良好磁性导通的材料制成的芯，所述芯沿轴向具有长形延伸。 线圈的同中心布置使得大部分由高压初级绕组产生的磁通也经过牵引次级绕组。由此以有利的方式实现了高压初级绕组与牵引次级绕组之间特别高程度的感应式耦合。 这在高压转换为牵引次级电压的过程中实现了特别高效的能量传输。这是特别有利的，因为相比于辅助运行电压，转换为牵引次级电压的能量的比例非常大。 通过按照盘形绕组的方式将辅助运行次级绕组布置在高压初级绕组旁侧，从高压初级绕组侧面漏出的漏损磁通流经辅助运行次级绕组。由此实现了感应式耦合，其尽管一般来说小于高压初级绕组与牵引次级绕组之间的耦合，但足够用于将与牵引电压相比较小的能量份额传输至辅助运行电压。 通过侧面布置辅助运行次级绕组，以有利的方式减小了不能被利用地从高压初级绕组漏出的漏损磁通的损失比例。由此相比于由现有技术已知的盘形绕组减小了变压时的能量损耗。 本专利技术的另一主要优点在于，由此也使漏损磁通更少地侵入周围构件中，如侵入包围变压器的罩装置中。由此减小了周围构件的热负荷。这允许更加成本低廉地构建变压器，因为可以使用比在由现有技术已知的盘形绕组中设计更简单或者尺寸更小的散热设备。 高压初级绕组的流经辅助运行次级绕组的漏损磁通的比例在本专利技术建议的布置结构中大于在由现有技术已知的具有置于外部的辅助运行次级绕组的管式绕组中的比例。由此能够以有利的方式省去用于提高电感的设计措施(例如通过将至少一个扼流圈与辅助运行次级绕组串联)或者限制这些措施。这降低了制造成本并且实现了节省空间的变压器构造方式。 因此，本专利技术将在高压初级绕组与牵引次级绕组之间传输能量时的高效率(作为管式绕组的优点)与漏损磁通造成的较低损耗以及高压初级绕组与辅助运行次级绕组之间充分的感应式耦合(作为盘形绕组的优点)相结合。 在本专利技术的另一实施形式中，所述高压初级绕组按照本专利技术包括至少两个导电连接的线圈并且所述辅助运行次级绕组包括至少四个导电连接的线圈，其中，沿轴向在所述辅助运行次级绕组的每两个线圈之间分别布置一个所述高压初级绕组的线圈。 本专利技术的这种实施形式的特殊优点在于，高压初级绕组与辅助运行次级绕组之间改善的感应式耦合，所述高压初级绕组包括至少两个外部线圈，所述辅助运行次级绕组现在包括至少三个外部线圈。通过在高压初级绕组的两个线圈之间分别布置辅助运行次级绕组的至少一个附加线圈，大部分磁通导引通过辅助运行次级绕组。 由此，即使在由辅助运行次级绕组供给的电流回路中负荷较大时也能够以有利的方式省去用于提高电感的附加设计措施(例如通过将一个或多个扼流圈与辅助运行次级绕组串联)或者限制这些措施。这降低了制造成本并且实现了节省空间的变压器构造方式。 按照本专利技术，在另一种实施形式中，牵引次级绕组的至少两个线圈、高压初级绕组的至少两个线圈和辅助运行次级绕组的至少四个线圈分别沿轴向并列地布置。 在本专利技术的这种实施形式中，至少两个同中心的线圈装置沿轴向并列地围绕由磁性导通材料制成的共同芯布置。在此，辅助运行次级绕组的每两个线圈分别在各同中心的线圈装置的相互面对的端部上相互抵接。 通过高压初级绕组的线圈和辅助运行次级绕组的线圈在轴向上的交替布置，以有利的方式提高了辅助运行次级绕组中的磁通比例。由此，即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电动车辆的变压器，具有至少一个高压初级绕组(1)、至少一个牵引次级绕组(2)以及至少一个辅助运行次级绕组(3)和磁性导通的芯柱(4)，其中，‑牵引次级绕组(2)围绕芯柱(4)同中心地布置在内层(6)中，并且‑高压初级绕组(1)和辅助运行次级绕组(3)围绕芯柱(4)和牵引次级绕组(2)同中心地布置在外层(7)中，其中，‑辅助运行次级绕组(3)包括两个导电连接的线圈(3.1、3.2、3.3、3.4)，所述两个导电连接的线圈沿轴向(A)包围所述高压初级绕组(1)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M阿蒙，M鲍曼，R贝克，D霍尔曼，E基尔彻迈耶，A希尔伯内格尔，IG泽纳，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE