用于冷却器应用中的变速传动装置的多脉冲恒压变压器制造方法及图纸

具有多个抽头的多脉冲变压器向变速冷却器的压缩机电机提供在输入电压范围内的恒定幅值电压输出。3相变压器包括初级绕组和多个次级绕组。次级绕组与相关联的初级绕组电磁联接。初级绕组包括用于接收多个输入交流电压的抽头，并且次级绕组具有用于供应预定输出电压的单个输出端子，所述预定输出电压在整流之后产生直流多脉冲波形以便为变速传动装置的直流环提供动力。可替代地，3相变压器包括在次级绕组上的多个抽头。每个初级绕组均具有用于接收输入直流电压的端子。次级绕组的抽头提供被转换成多脉冲波形以为变速传动装置的直流环提供动力的输出电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本专利申请要求于2014年2月3日提交的标题为“用于冷却器应用中的变速传动装置的多脉冲恒压变速器”的第61/934,918号美国临时专利申请的优先权和权益，该临时专利申请通过引用的方式并入本文。
技术介绍
本申请总体上涉及一种多脉冲变压器。本申请更具体地涉及具有多个抽头的多脉冲变压器，以向变速冷却器的压缩机电机提供在输入电压范围内的恒定幅值电压输出。交流-直流转换器在现代能量转换行业中起着重要作用。带有全波整流器的多脉冲变压器(18脉冲、24脉冲或其他)一直以来用于减少输入电流谐波并且满足对电压畸变(例如，可能由于转换器中产生的谐波而引起)的限制的行业指南。计算机和其他数字设备(如可编程控制器)的制造商可能要求交流电源具有不大于5％的谐波畸变因数，并且最大单个谐波具有不大于3％的额定RMS线电压。更高的谐波水平可能导致可能造成具有严重后果的外围设备故障。仪器可能受到提供错误数据或以其他方式在设计标准范围之外执行的影响。所公开的系统和/或方法的预期优点满足这些需求中的一个或多个需求或者提供其他有利特征。从本说明书中将使其他特征和优点变得显而易见。所公开的教导扩展至落入权利要求书范围内的那些实施例，而不管其是否实现前述一个或多个需求。
技术实现思路
一个实施例涉及一种变速传动装置系统，其接收具有固定交流输入电压幅值和频率的输入交流电，并且提供具有可变电压和可变频率的输出交流电。所述变速传动装置包括多脉冲变压器，所述多脉冲变压器连接至提供所述输入交流电压的三相交流电源。转换器将所述输入交流电压转换成直流电压。直流环连接至转换器级。所述直流环滤波并存储来自所述转换器级的直流电压。逆变器连接至所述直流环，从而将来自所述直流环的直流电压转换成输出交流电。所述多脉冲变压器包括三个初级绕组。每个初级绕组均连接至三相交流电源的一个相位。每个初级绕组包括多个输入抽头以便连接至交流电源。多脉冲变压器还包括多个次级绕组。每个次级绕组分别包括三个相位绕组。各自的次级绕组的每个相位绕组相对于其余的次级绕组的相应相位绕组具有预定相移。相位绕组的相移对每个次级绕组产生三个正弦输出电压波。这些正弦输出电压波在360度上基本上间距均匀。另一个实施例涉及一种变速传动装置系统，其接收具有固定交流输入电压幅值和频率的输入交流电，并且提供具有可变电压和可变频率的输出交流电。所述变速传动装置包括多脉冲变压器，所述多脉冲变压器连接至提供所述输入交流电压的三相交流电源。转换器被配置为将所述输入交流电压转换成直流电压。直流环连接至转换器。所述直流环滤波并存储来自所述转换器的直流电压。逆变器连接至所述直流环，从而将来自直流环的直流电压转换成具有可变电压和可变频率的输出交流电。多脉冲变压器包括连接至三相交流电源的三个初级绕组。每个初级绕组包括至少一个输入抽头以便连接至交流电源。多脉冲变压器还包括多个次级相位绕组。每个次级相位绕组包括多个电压输出端子。又另一个实施例涉及一种包括制冷回路的冷却器系统。所述制冷剂回路包括以封闭的制冷剂环路连接的压缩机、冷凝器和蒸发器。多脉冲变压器包括连接至三相交流电源的三个初级绕组以及连接至变速传动装置以便为所述压缩机的电机提供动力的多个次级绕组，。所述初级绕组或次级绕组包括用于提供多相输出电压的多个抽头，并且相对于其余的初级或次级绕组中的相应绕组具有预定相移。所述多相输出电压的相移对每个所述多个次级绕组提供三个多正弦输出电压波，其中，所述多个正弦输出电压波在360度上基本上间距均匀。本文中所描述的实施例的优点包括多脉冲变压器，其在输入绕组上或在输出绕组上具有多个抽头，使得在不同的输入电压水平(例如，380V输入电压、460V输入电压等)下获得具有恒定幅值的交流输出电压。另一个优点是可以从变速传动装置中的具有最佳直流环电压值的直流环提供交流输出电压的恒定值。在交流输入电压施加于多个全波整流器之后，获得直流环电压。另一个优点是对于低压(600伏交流电或更小)HVAC应用而言，575V 60Hz电机可以用于所有的380伏至600伏交流50Hz和60Hz的应用，这允许全球所有应用的一族电机最具成本效益；将给定的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)逆变器电极的马力的输出额定值最大化；并且将电机的成本最小化。这是因为IGBT在安培数上是额定的，从而高压电机增大输出马力额定值。对于给定马力额定值而言，在电力线输入频率至少两倍的范围内驱动的575V四极电机的使用可以进一步降低系统成本和大小。对于范围从380伏到600伏、50Hz和60Hz的所有输入电压而言，如果所选择的所有压缩机电机额定在575伏、60Hz，则直流环电压可以固定在820V。所公开的多脉冲恒压变压器的进一步优点是简化了全球应用的变速传动装置设计，因为各个国家的公用电网电压不同。通过在变速传动装置中使用多脉冲变压器而提供的另外其他的优点包括输入电流谐波减少，对电力质量问题免疫力得到改进，并且PWM整流器的效率也得以提高。变压器总体上比PWM整流器更高效，因为PWM整流器具有与IGBT或其他功率半导体开关器件相关联的开关和传导损耗。替代的示例性实施例涉及可以在权利要求书中概括记载的其他特征和特征的组合。附图说明图1示出了加热、通风和空调系统的示例性实施例。图2示出了示例性蒸汽压缩系统的等距视图。图3示意性示出了加热、通风和空调系统的示例性实施例。图4示意性示出了变速传动装置的示例性实施例。图5示出了具有多个抽头初级绕组的示例性多脉冲变压器。图6示出了具有多个抽头次级绕组的示例性多脉冲变压器。具体实施方式图1示出了典型商业设置的建筑物12中的加热、通风和空调系统10的示例性环境。系统10可以包括可以供应可用于冷却建筑物12的冷却的液体的蒸汽压缩系统14。系统10可以包括用于供应可用于加热建筑物12的热的液体的锅炉16以及使空气循环通过建筑物12的空气分配系统。空气分配系统还可以包括回气管道18、供气管道20和空气处理器22。空气处理器22可以包括通过导管24连接至锅炉16和蒸汽压缩系统14的热交换器。取决于系统10的操作模式，空气处理器22中的热交换器可以从锅炉16接收热的液体或从蒸汽压缩系统14接收冷冻的液体。系统10示出为在建筑物12的每个地板上具有单独的空气处理器，但应认识到地板之间可以共享这些部件。图2和图3示出了可以在HVAC系统10中使用的示例性蒸汽压缩系统14。蒸汽压缩系统14可以使制冷剂循环通过起始于压缩机32并且包括冷凝器34、膨胀阀或装置36以及蒸发器或液体冷却器38的回路。蒸汽压缩系统14还可以包括控制面板40，该控制面板40可以包括模数(A/D)转换器42、微处理器44、非易失性存储器46和接口板48。可以用作为蒸汽压缩系统14中的制冷剂的流体的一些示例是基于氢氟碳(HFC)的制冷剂(例如：R-410A、R-407、R-134a)、氢氟烯烃(HFO)、“天然”制冷剂(如氨(NH3)、R-717、二氧化碳(CO2)、R-744)、或基于碳氢化合物的制冷剂、水蒸汽或任何其他合适类型的制冷剂。压缩机32使用的电机50可以由变速传动装置(VSD)52提供动力或者可以直接由交流(AC)或直流(DC)电源提供动力。电机50可以包括可以由VSD或者直接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变速传动装置系统，其被配置为接收具有固定交流输入电压幅值和频率的输入交流电，并且提供具有可变电压和可变频率的输出交流电，所述变速传动装置包括：多脉冲变压器，所述多脉冲变压器连接至提供所述输入交流电压的三相交流电源；转换器，所述转换器被配置为将所述输入交流电压转换成直流电压；直流环，所述直流环连接至所述转换器级，所述直流环被配置为滤波和存储来自所述转换器级的直流电压；以及逆变器，所述逆变器连接至所述直流环，所述逆变器被配置为将来自直流环的直流电压转换成具有所述可变电压和所述可变频率的所述输出交流电；所述多脉冲变压器包括：三个初级绕组，每个所述初级绕组均连接至所述三相交流电源的一个相位；每个所述初级绕组均包括多个输入抽头，以便连接至所述交流电源；多个次级绕组，每个次级绕组分别包括三个相位绕组；各自的次级绕组的每个相位绕组均包括相对于其余的次级绕组的相应相位绕组的预定相移；其中，所述相位绕组的相移对每个次级绕组引起三个正弦输出电压波，所述正弦输出电压波在360度上基本上间距均匀。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.03 US 61/934,9181.一种变速传动装置系统，其被配置为接收具有固定交流输入电压幅值和频率的输入交流电，并且提供具有可变电压和可变频率的输出交流电，所述变速传动装置包括：多脉冲变压器，所述多脉冲变压器连接至提供所述输入交流电压的三相交流电源；转换器，所述转换器被配置为将所述输入交流电压转换成直流电压；直流环，所述直流环连接至所述转换器级，所述直流环被配置为滤波和存储来自所述转换器级的直流电压；以及逆变器，所述逆变器连接至所述直流环，所述逆变器被配置为将来自直流环的直流电压转换成具有所述可变电压和所述可变频率的所述输出交流电；所述多脉冲变压器包括：三个初级绕组，每个所述初级绕组均连接至所述三相交流电源的一个相位；每个所述初级绕组均包括多个输入抽头，以便连接至所述交流电源；多个次级绕组，每个次级绕组分别包括三个相位绕组；各自的次级绕组的每个相位绕组均包括相对于其余的次级绕组的相应相位绕组的预定相移；其中，所述相位绕组的相移对每个次级绕组引起三个正弦输出电压波，所述正弦输出电压波在360度上基本上间距均匀。2.根据权利要求1所述的变速传动装置系统，其中，所述多个次级绕组包括第一次级绕组、第二次级绕组和第三次级绕组；并且所述第一次级绕组包括相对于所述第二次级绕组的-θ相位角位移以及相对于所述第三次级绕组的+θ相位角位移。3.根据权利要求2所述的变速传动装置系统，其中，所述次级绕组及它们各自的相位绕组的各自的相位角位移在所述相位绕组的输出端子处引起九个正弦输出电压波。4.根据权利要求2所述的变速传动装置系统，其中，所述正弦输出电压波以大约40°的分离角间隔开。5.根据权利要求1所述的变速传动装置系统，其中，所述转换器被配置为整流所述九个正弦输出电压波，从而产生供应至所述直流环的18脉冲直流波形。6.根据权利要求1所述的变速传动装置系统，其中，所述正弦输出电压波包括12个脉冲和6个脉冲从而在所述直流环处达到预定的纹波因数。7.根据权利要求1所述的变速传动装置系统，其中，所述正弦输出电压波包括24个脉冲和12个脉冲从而在所述直流环达到预定的纹波因数。8.根据权利要求1所述的变速传动装置系统，其中，所述初级绕组被缠绕以获得输入端子，所述输入端子被安排成在第一组输入抽头上是575伏、在第二组输入抽头上是460伏，并且在第三组输入抽头上是400伏至415伏，其中，各自的电压水平中的任何电压水平可以应用在各自的输入抽头，以在相关联的次级绕组的输出端子处提供固定的次级电压。9.根据权利要求8所述的变速传动装置系统，其中，所述固定的次级电压是输入至所述转换器的580VAC RMS电压，以在所述直流环上提供820VDC，并且其中，电机是四极电机，且将由所述逆变器在电力线输入频率至少两倍的范围内驱动。10.根据权利要求9所述的变速传动装置系统，其中，所述直流环电压范围从813V到1000V，并且所述逆变器输入电压是575伏。11.一种变速传动装置系统，其被配置为接收具有固定交流输入电压幅值和频率的输入交流电，并且提供具有可变电压和可变频率的输出交流电，所述变速传动装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志峤，约翰·C·汉森，
申请(专利权)人：约翰逊控制技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US