一种高阻抗变压器及含有高阻抗变压器的牵引逆变器制造技术

本发明专利技术公开了一种高阻抗变压器，包括主铁心、副铁心、一次绕组以及二次绕组，所述二次绕组设于所述主铁心外层，所述一次绕组设于所述二次绕组外层，一次绕组和二次绕组之间形成初次级主环道，所述副铁心布置于所述主铁心片宽方向初次级主环道中。本发明专利技术进一步公开了一种牵引逆变器，包括上述的高阻抗变压器。本发明专利技术具有可减少铁心重量，减少主铁心叠厚方向尺寸，减少一次绕组铜线用量的高阻抗变压器，实现高阻抗变压器小型化、轻量化设计要求等优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种高阻抗变压器及含有高阻抗变压器的牵引逆变器


[0001]本专利技术涉及轨道交通牵引系统，尤其涉及一种高阻抗变压器及含有高阻抗变压器的牵引逆变器。

技术介绍

[0002]目前高阻抗变压器具有以下技术特点：(1)空载电流为8％-13％，远远高于常规变压器；(2)阻抗电压大于等于10％，远远高于同电压等级、同容量的普通变压器4％的阻抗电压值。结构上，高阻抗变压器内置电抗器,磁集成电抗器和变压器,达到提高变压器入口电抗的目的。
[0003]高阻抗变压器是逆变器核心部件，主要起到隔离、滤波作用，已广泛应用于机车、动车、城轨等多种轨道交通牵引系统，可以适应高温、高寒、潮湿等多种应用工况，但面对外部激烈的市场压力以及狭小空间资源，轨道交通牵引系统小型化、轻量化是持续完善的方向。牵引系统体积越小、重量越轻，耗费动能成本就越低，客运承载能力就越强，车辆行驶速度就越快。如附图1和图2所示，现有高阻抗变压器，采用主铁心磁路、副铁心磁路并联结构排列，主铁心外层绕制二次绕组，然后沿着叠厚方向放置副铁心，副铁心与主铁心片宽尺寸相同，最后绕制一次绕组。变压器根据电磁感应原理，当在绕组中通入电流，在主、副铁心产生磁通，一般铁铜总重占比超过75％，且铁铜比越大，则重量越大、尺寸越大、损耗越小；铁铜比越小，则重量越轻、尺寸越小、损耗越大；因此，铁、铜重在变压器产品中相互牵制，急需优化高阻抗变压器主体结构，从而实现高阻抗变压器小型化、轻量化设计要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种有利于减少铁心重量，减少主铁心叠厚方向尺寸，减少一次绕组铜线用量的高阻抗变压器。
[0005]本专利技术进一步提供一种包含上述高阻抗变压器的牵引逆变器。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种高阻抗变压器，包括主铁心、副铁心、一次绕组以及二次绕组，所述二次绕组设于所述主铁心外层，所述一次绕组设于所述二次绕组外层，一次绕组和二次绕组之间形成初次级主环道，所述副铁心布置于所述主铁心片宽方向初次级主环道中。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进：所述副铁心的叠厚与所述主铁心的叠厚相同。
[0009]作为上述技术方案的进一步改进：所述副铁心的片宽小于所述主铁心的片宽。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进：所述副铁心配设有绝缘撑条。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进：所述绝缘撑条的绝缘等级为H级以上。
[0012]作为上述技术方案的进一步改进：所述副铁心上包扎有绝缘层。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进：所述绝缘层为绝缘纸。
[0014]作为上述技术方案的进一步改进：所述绝缘层的绝缘等级为H级以上。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进：所述主铁心的叠厚为片宽的1.5至1.8倍。
[0016]一种牵引逆变器，包括上述的高阻抗变压器。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术公开的高阻抗变压器，将副铁心布置于主铁心片宽方向初次级主环道中，较现有结构高阻抗变压器，减少了主铁心叠厚方向尺寸，降低了副铁心结构件重量以及铁轭片材料用量，节省了一次绕组铜材用量，实现了高阻抗变压器小型化、轻量化设计要求。
[0018]本专利技术公开的牵引逆变器，包括上述的高阻抗变压器，因而同样具有上述优点。
附图说明
[0019]图1是现有的高阻抗变压器的结构示意图。
[0020]图2是现有的高阻抗变压器的磁路示意图。
[0021]图3是本专利技术的阻抗变压器的结构示意图。
[0022]图4是本专利技术的高阻抗变压器的磁路示意图
[0023]图中各标号表示：1、主铁心；2、副铁心；3、一次绕组；4、二次绕组；5、初次级主环道；6、心柱片；7、铁轭片。
具体实施方式
[0024]以下结合说明书附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0025]图3至图4示出了本专利技术高阻抗变压器的一种实施例，本实施例的高阻抗变压器，包括主铁心1、副铁心2、一次绕组3以及二次绕组4，二次绕组4设于主铁心1外层，一次绕组3设于二次绕组4外层，一次绕组3和二次绕组4之间形成初次级主环道5，副铁心2布置于主铁心1片宽方向初次级主环道5中。其中，副铁心2布置于主铁心1的右侧，当然在其他实施例中，副铁心2也可布置于主铁心1的左侧。
[0026]该高阻抗变压器，将副铁心2布置于主铁心1片宽方向初次级主环道5中，较现有结构高阻抗变压器，减少了主铁心1叠厚方向尺寸，降低了副铁心2结构件重量以及铁轭片7材料用量，节省了一次绕组3铜材用量，实现了高阻抗变压器小型化、轻量化设计要求。
[0027]作为优选的技术方案，本实施例中，副铁心2的叠厚与主铁心1的叠厚相同，可以充分利用初次级主环道5右侧的空间；副铁心2的片宽则需要小于主铁心1的片宽。
[0028]作为优选的技术方案，本实施例中，副铁心2配设有绝缘撑条(图中未示出)。一般而言，相与相之间线圈放置副铁心2的位置温升最高，通过将副铁心2放置撑条，增加散热面积；同时，本专利技术较现有结构铜线用量少，因此损耗小，通过以上两方面综合考量，解决副铁心2位置散热问题，避免温升过高，温度超标。
[0029]进一步地，本实施例中，绝缘撑条的绝缘等级为H级以上，使得绝缘撑条具备良好的绝缘性能，在提高散热性能的同时兼顾绝缘处理，避免电气距离过短导致绝缘击穿。
[0030]进一步地，本实施例中，副铁心2上包扎有绝缘层。通过包扎绝缘层进行绝缘处理，避免电气距离过短导致绝缘击穿。
[0031]作为优选的技术方案，本实施例中，绝缘层为绝缘纸。当然在其他实施例中，也可采用其他材质的绝缘层。
[0032]作为优选的技术方案，本实施例中，绝缘层的绝缘等级为H级以上，有利于满足高温度运行工况下性能要求。当然在其他实施例中，绝缘层也可采用F级以下绝缘材料代替，
满足低温度运行工况性能要求
[0033]作为优选的技术方案，主铁心1的叠厚为片宽的1.5至1.8倍。本实施例中，主铁心1的叠厚为片宽的1.6倍。
[0034]参见图1至图2，设定主铁心1的片宽为L，主铁心1的叠厚同样取值1.6L，副铁心2与主铁心1片宽相同，叠厚记为M1，绕制在绕组中的铁心为心柱片6，与心柱片6构成闭合回路的铁心片为铁轭片7，假定现有结构高阻抗变压器主铁心1磁密为B1，副铁心2磁密B2，则主铁心1磁通为φ1＝1.6L2B1，副铁心2磁通为φ2＝M1LB2；参见图4，本实施例的高阻抗变压器，主铁心1、副铁心2的心柱片6磁密不变，磁通不变，则相同性能参数高阻抗变压器在铁轭片7上产生的总磁通不变，即总磁通φ
总
＝φ1+φ2＝1.6L2B1+M1LB2，那么本实施例的主铁心1铁轭片7需要增加(1.6L2B1+M1LB2)/1.6L2B1倍磁通面积，此时本实施例的高阻抗变压器铁心磁密保持与现有结构相同；防本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高阻抗变压器，包括主铁心(1)、副铁心(2)、一次绕组(3)以及二次绕组(4)，其特征在于：所述二次绕组(4)设于所述主铁心(1)外层，所述一次绕组(3)设于所述二次绕组(4)外层，一次绕组(3)和二次绕组(4)之间形成初次级主环道(5)，所述副铁心(2)布置于所述主铁心(1)片宽方向初次级主环道(5)中。2.根据权利要求1所述的高阻抗变压器，其特征在于：所述副铁心(2)的叠厚与所述主铁心(1)的叠厚相同。3.根据权利要求2所述的高阻抗变压器，其特征在于：所述副铁心(2)的片宽小于所述主铁心(1)的片宽。4.根据权利要求1至3中任一项所述的高阻抗变压器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：许晓雷，沈陈兵，向坤，陈立，鲁力，李艳平，曾明成，於军红，张志鹏，贺林莉，
申请(专利权)人：株洲中车机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：