用于计算变压器线圈绕组的每段匝数的方法和装置制造方法及图纸

一种用于计算具有多个串联连接的段的变压器线圈绕组的每段匝数的方法和装置。通过向段分配与客户要求有关的预定义参数来计算每段匝数。然后自动地生成线性方程组并且联立地求解方程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于计算变压器线團绕组的每段匝数的方法和装置。
技术介绍
众所周知，电变压器是用来将电能从一个电压电势转换成另 一 电压电 势的工业i殳备。电压变压器具有两个主要组件即芯和线圏。芯由比如钢或 者铁这样的材料制成，并且根据变压器的类型可以具有单个芯柱或者多个 芯柱。变压器的线團由缠绕在芯的一个或者多个芯柱周围以l更形成线團绕 组的传导材料(通常为电线)组成。变压器是根据各种客户规范来制造，而在设计变压器时最困难的任务之一^ii殳计线團。在其最简易形式下，变压器的线團具有单个初级线圏和 单个次级线圏。在复杂的线圏该:计中可以有多个绕组。变压器线围的每个绕组包括在实践中为串联连接电路的某一数目的 段。不同数目的段串联连接以实现不同电压。在许多情况下最少两个段串 联连接以实现最小电压而所有段串联连接以实现最大电压。在设计变压器时的问题之一是为每个绕组段确定传导电线的匝数，即 所谓的每段匝数。变压器设计者使用 一些数学方法来执行以一些简化假设 为基础的此类计算。例如，常常假设段具有统一的构造。这些假设简化了 计算但倾向于引入误差。另外，在本领域的当前状态下，使用不同方程来 计算根据变压器的设计而不同的段的匝数。将这些方程硬编码成软件，而当面临新的变压器设计时应当开发新的方程和向软件添加新的代码。这明 显地要求重新编译和链接代码、然后将代码分发到所有用户，这是一个既 耗时又昂贵的过程。 因此希望提供一种改进对变压器绕组段匝数的计算和增加变压器设 计的整体质量的解决方案。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种用于计算包括n个串联连接段(Si， S2，…，Sn) 的变压器线圏绕组的每段匝数(I t2，…，tj的方法。该方法包括-向所述n个段(Si， S2，...， Sn)中的每个段分配代^目应每匝电压 值的预定值(Ri);-向通过所述n个段中的一个或者多个段与从所述n个段中选择的一个参考段(Sn)的串联连接而获得的每个段组合(S广Sn， S广Sn-「Sn，S广S广Sw-Sn，…)分配代表在每个所述组合上的电压的相应预定值(、V 2，…，Vn);—将预定匝数(tn)分配给至少所述参考段(Sn);-联立地生成(n-1)个未知数的(n-1)个线性方程的方程组，其中 所述(n-1)个未知数代表用于除所述参考段(Sn)之夕卜的所有段的匝数；—联立地求解所述(n-1)个线性方程的方程组，由此确定除所述参 考段(Sn)之外的所有段的匝数。本专利技术也包括一种用于计算包括Il个串联连接段(Si， S2，…，Sn)的变压器线團绕组的每段匝数t2，…，tn)的系统，该系统包括其中 具有程序代码的计算设备，该程序代码配置用以-向所述n个段(Si， S2，...， Sn)中的每个段分配代勤目应每匝电压 值的预定值(Ri);-向通过所述n个段中的一个或者多个段与从所述n个段本身中选择的一个参考段(Sn)的串联连接而获得的每个段组合(S广Sn， S广Sn-广Sn，S「S2-Sw-Sn，…)分配代表在每个所述组合上的电压的相应预定值(V!， V 2，…，Vn);—将预定匝数(tn)分配给至少所述参考段(Sn);—联立地生成(n-1)个未知数的(n-1)个线性方程的方程组，其中 所述未知数代表用于除所述参考段(Sn)之外的所有段的匝数；-联立地求解所述(n-1)个线性方程的方程组，由此确定除所述参 考段(Sn)之外的所有段的匝数。一种用于计算包括n个串联连接段(I, S2，…，SJ的变压器线圏绕组的每段匝数(ti， t2，…，U)的计算机程序产品，包括其上具有计算机可用程序代码的计算机可读介质，该计算机可用程序代码配置用以-向所述n个段(Si， S2，...， Sn)中的每个段分配代^目应每匝电压 值的预定值(Ri);-向通过所述n个段中的一个或者多个段与从所述n个段本身中选择的一个参考段(Sn)的串联连接而获得的每个段组合(Sd， S「Sn-「Sn， S「S厂Sn-广Sn，…)分配代表在每个所述组合上的电压的相应预定值(、V2，…，Vn);-将预定匝数(tn)分配给至少所述参考段(Sn);-联立地生成(n-1)个未知数的(n-1)个线性方程的方程組，其中 所述未知数代表用于除所述参考段(Sn)之外的所有段的匝数；-联立地求解所述(n-1)个线性方程的方程组，由此确定除所述参 考段(Sn)之外的所有段的匝数。附图说明参照以下描述、所附权利要求和附图将更好地理解本专利技术的特征、方 面和优点，在附图中图1是示意性地代表根据本专利技术用于计算变压器线圏绕组每段匝数 的方法的实施例的示例性流程图2图示了三相电力变压器的组件的例子；图3图示了根据本专利技术用于计算变压器线圏绕组每段匝数的示例性 系统；图4是具有六个串联连接绕组的变压器绕组的示意性表示图。 具体实施例方式应当注意，为了清楚和简洁地公开本专利技术，附图可能未必按比例绘制， 而本专利技术的某些特征可能用有些示意性的形式来示出。在图1中示出其代表框图的根据本专利技术的方法能够有利地用于计算 实质上任一类电变压器的变压器绕组的匝数。图2图示了电变压器的仅一个例子，即通过蒼体标号1来表示的三相 电力变压器。变压器1包括由适当的磁性材料如紋理化硅钢或者非晶形合 金形成的常规叠层芯。该芯包括第一绕组芯柱2、第二绕组芯柱3和第三绕组芯柱4。该芯还包括上轭5和下辄6。第一、第二和第三绕组芯柱2、 3、 4各自的相对端例如使用适当的粘合剂固定地耦合到上辄5和下轭6。 初级和次级绕组根据各种配置位于相应芯柱周围。例如在图l的例子中， 初级绕组7位于相应第一、第二和第三绕组芯柱2、 3、 4周围。对于每个 芯柱2、 3或者4，次级绕组8和9类似地位于相应初级绕组7周围。具 有数个不同功能的间隔条10可以位于绕组7、 8、 9周围的不同点。例如， 间隔条10可以由绝缘材料形成，以便在绕组匝之间提供用于冷却、支撑 等的某一空间。它们也可以由导电材料形成以便形成绕组的接地系统的一 部分。在图1中没有示出而在下文中也将不描述变压器1的附加结构单元 和功能细节，比如在它的绕组与其它组件如电源、负栽等之间的电连接， 因为它们对于本专利技术的范围和理解而言不是必要的。每个变压器绕组，如图2中所示的绕组7、 8、 9，由下文表示为(S1} S2，...， Sn)的数目为n的多个段组成，这些IU:串联连接的电路。各段由 下文称为(ti， t2，…，tn)的某一数目的匝形成，这些匝由导电体制成， 通常为电线或者电缆。串联连接的段(S,， S2，...， Sn)的数目，特别是串 联连接的这些段中各段的匝数(tb t2，…，tn)，确定变压器将能够产生 的一个或者多个实际电压。为了计算各种段的匝数，变压器设计者启动根据本专利技术的方法。正如 本领域技术人员将从如下描述中理解的，以根据本专利技术的方法为基础的软 件算法能够实施于任何适当的计算设备或者系统中，并且能够作为单独组 件来利用，或者与任何其它软件工具相联系地或者甚至与^^T其它软件工 具相集成地来利用，该其它软件工具比如是用于设计电器设备，特别是变 压器，的工具。例如，设计者可以登录到如图3中所示的计算设备ll中， 并且当指令出现在视频接口 12上时，能够借助gl3 (或者鼠标或者等 效设备)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于计算包括ｎ个串联连接的段（Ｓ↓［１］，Ｓ↓［２］，…，Ｓ↓［ｎ］）的变压器线圈绕组的每段匝数（ｔ↓［１］，ｔ↓［２］，…，ｔ↓［ｎ］）的方法，该方法包括：　为所述ｎ个段（Ｓ↓［１］，Ｓ↓［２］，…，Ｓ↓［ｎ］）中的每个段分配代表相应的每匝电压值的预定值（Ｒ↓［ｉ］）；　为通过所述ｎ个段中的一个或者多个段与从所述ｎ个段中选择的一个参考段（Ｓ↓［ｎ］）的串联连接而获得的每个段组合（Ｓ↓［１］－Ｓ↓［ｎ］，Ｓ↓［１］－Ｓ↓［ｎ－１］－Ｓ↓［ｎ］，Ｓ↓［１］－Ｓ↓［２］－Ｓ↓［ｎ－１］－Ｓ↓［ｎ］，…）分配代表在每个所述组合上的电压的相应预定值（Ｖ↓［１］，Ｖ↓［２］，…，Ｖ↓［ｎ］）；　将预定匝数（ｔ↓［ｎ］）分配给至少所述参考段（Ｓ↓［ｎ］）；　联立地生成（ｎ－１）个未知数的（ｎ－１）个线性方程的方程组，其中所述（ｎ－１）个未知数代表除所述参考段（Ｓ↓［ｎ］）之外的所有段的匝数；　联立地求解所述（ｎ－１）个线性方程的方程组，由此确定除所述参考段（Ｓ↓［ｎ］）之外的所有段的匝数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫科克斯，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]