多绕组高压变频电源变压器制造技术

一种多绕组高压变频电源变压器，铁心采用三相心式结构，其特征在于：内线圈为原边输入绕组，外线圈为副边输出绕组，有３ｋ个等容量、等电压输出绕组自上而下排列绕制，且相互绝缘，３ｋ个输出绕组分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三组，每组ｋ个、ｋ为奇数时有１个ｙ接法的不移相０°输出绕组、另外ｋ－１个输出绕组采用延边三角形移相；ｋ为偶数时，ｋ个输出绕组均采用延边三角形移相；外部三相连接后的ｋ个三相输出绕组相互间的相角差等于６０°／ｋ。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种高压变频电源变压器，特别是一种将常规三相工频电源变换为三组标准型3k相输出的移相整流变压器，属于电力传输
用于高压变频调速装置的电源变压器。
技术介绍
为了节能和调速，许多大功率高压异步电动机都需要采用高压变频调速装置，而传统的高压变频技术都存在着一些缺陷一种方法是由高压电源经降压变压器输出一组三相低压，经低压整流逆变，再用升压变压器获得变频高压。它存在着中间低压电流大、结构复杂、效率低、可靠性差、谐波大和需要两台变压器等缺点。另一种方法是直接由高压电源经整流逆变。由于大功率器件难以承受高反向电压等技术上的原因，到目前最高输出电压只能达到2.3kV，而且输入输出谐波大、输出电压变动率dv/dt高，对电动机安全运行很为不利。还有一种方法是三电平变频，整流变压器采用二组三相输出，输出线电压电平数为3，输出电压含有很高的高次谐波，使得电动机噪声增大、发热严重，而且目前最高输出交流电压仅达4.6kV。
技术实现思路
针对现有变频技术存在的上述缺陷，本技术的目的，乃是提供一种主要适用于单元串联多电平电压源型变频的三组3k相移相整流变压器，使得这种变频只需一台变压器就可以完成，各组输出分别进行整流、逆变，其过程中的电压电流均较低，串联输出电压可很高。这种变频输出的线电压电平数为(2k+1)个，k越大、输出电源波形越接近于正弦波、输出谐波越小、输出电压变动率dv/dt越低。由于变压器为三组标准型3k相6k脉波整流输出，使得变压器反馈电网的谐波电流也越小。本技术的技术方案是铁心采用三相心式结构。内线圈为原边输入绕组，可以是Δ接法、也可以是Y接法。外线圈为副边输出绕组，有3k个等容量、等电压输出绕组自上而下排列绕制、且相互绝缘；3k个输出绕组分为三组、每组k个，k为奇数时有1个y接法的不移相0°输出绕组、另外(k-1)个输出绕组采用延边三角形移相；k为偶数时，k个输出绕组均采用延边三角形移相；外部三相连接后的k个三相输出绕组相互间的相角差等于60°/k。3k个输出绕组均用铜箔绕制，每个绕组绕一段，铜箔宽度相等，厚度按δy=3δz]]>(其中δy为移相绕组铜箔的厚度，δz为主绕组铜箔的厚度，有0°输出绕组的铜箔厚度也为δy)。段间留足绝缘、以便满足k个输出电压经整流逆变串联叠加后的输出高电压的绝缘要求。各绕组的匝数计算同一般延边三角形移相计算方法。3k个输出绕组均从主绕组(或0°输出绕组的y接星点)起绕、始端放在输入一侧，主绕组的末端与移相绕组的首端连接在绕组内部完成后引至输入一侧。移相绕组的末端(或0°输出绕组的输出端)放在输出一侧；各主绕组均取整数匝，各移相绕组及y接法的0°输出绕组均少绕半匝。本技术的有益效果是本技术输出三组标准型3k相交流电源，与高压变频调速装置相配套，经3k个三相全波整流、电容器充电滤波、斩波，然后串联形成叠波级数为k的一相，三组y连接形成三相高压变频电源。这样，既使变压器反馈电网的谐波电流很小，又使整流、逆变装置承受的反向电压较低、正向导通电流较小；输出线电压的电平数高达(2k+1)个，使得变频输出电压高、输出电压变动率dv/dt低、输出波形接近于正弦波，使其它变频方式因输出谐波高而引起的电动机发热、噪音和转矩脉动等问题都可迎刃而解。以下结合附图和实施例对本技术做进一步说明。附图说明图1是本技术k＝5的结构示意图，图2是图1的左侧视图，图3是图1的后视图，图4是本技术k＝5时15个输出绕组的连接、矢量和移相角示意图，图5是本技术k＝6时18个输出绕组的连接、矢量和移相角示意图，图1～3中，1.铁心，2.原边输入绕组，3.副边输出绕组，4.输入接电端子，5.输出接电端子，6.输出连接端子。图4、图5中，A、B、C为输入端子，WΔ为原边Δ接法时的绕组匝数。a1、b1、c1，a2、b2、c2，…，a3k、b3k、c3k(图4中3k＝15，图5中3k＝18)为副边3k组输出端子。图4中，Wy3、Wy8、Wy13为y接法的0°输出绕组的匝数，Wy1～Wy15(不含Wy3、Wy8、Wy13)为移相输出绕组的移相绕组匝数，Wz1～Wz15(无Wz3、Wz8、Wz13)为各移相输出绕组对应的主绕组匝数。图5中，Wy1～Wy18为18个移相输出绕组的移相绕组匝数，Wz1～Wz18为移相输出绕组对应的主绕组匝数。具体实施方式如图1～4所示，铁心1采用三相心式结构，原边输入绕组2和副边输出绕组3采用树脂浇注，F级绝缘。2为内线圈，额定容量1600kVA，额定电压6.3kV，Δ接法，4为输入接电端子；3为外线圈，由15个额定容量各106.7kVA、额定电压690V绕组组成，自上而下绕制、相互绝缘；15个输出绕组分为I、II、III三组、每组5个，移相角度分别为+24°、+12°、0°、-12°和-24°，其中0°绕组y接，其它为延边三角形移相的输出绕组。铁心参数的设计、WΔ的选取同常规变压器，Wy3∶WΔ＝690∶6300√3，Wy3＝Wy8＝Wy13，计算取整为电磁匝数，实际少取半匝。±24°移相绕组匝数Wy1＝Wy5＝Wy6＝Wy10＝Wy11＝Wy15≈0.21Wy3，取整后实际少取半匝，相应主绕组匝数Wz1＝Wz5＝Wz6＝Wz10＝Wz11＝Wz15≈1.41Wy3，取整。±12°移相绕组匝数Wy2＝Wy4＝Wy7＝Wy9＝Wy12＝Wy14≈0.62Wy3，取整后实际少取半匝，相应主绕组匝数Wz2＝Wz4＝Wz7＝Wz9＝Wz12＝Wz14≈0.72Wy3，取整。Wy1～Wy15绕组通过额定基波电流89.25A，主绕组通过额定基波电流51.53A。15个输出绕组共绕15段、各绕组选用铜箔宽度相等、厚度δy∶δz=3:1]]>(其中δy为移相绕组铜箔的厚度，δz为主绕组铜箔的厚度)。层间绝缘为树脂预浸布，段间绝缘、端部绝缘和线圈的内外层绝缘为增强型环氧树脂。12个带移相绕组的输出绕组各自先绕主绕组、后绕移相绕组，二者连接在本段绕组内部完成后引出、与12个主绕组的始端、以及3个0°绕组的始端一共27个作为输出连接端子6引至输入一侧，各移相绕组和0°绕组的末端作为输出接电端子5一共15个引至输出一侧。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种多绕组高压变频电源变压器，铁心采用三相心式结构，其特征在于内线圈为原边输入绕组，外线圈为副边输出绕组，有3k个等容量、等电压输出绕组自上而下排列绕制，且相互绝缘，3k个输出绕组分为I、II、III三组，每组k个、k为奇数时有1个y接法的不移相0°输出绕组、另外k-1个输出绕组采用延边三角形移相；k为偶数时，k个输出绕组均采用延边三角形移相；外部三相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱长生，
申请(专利权)人：江苏华鹏变压器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：