基于旋转磁场的电压变换器制造技术

基于旋转磁场的电压变换器，它涉及到变压器技术。它解决了现有电源变压器存在的不能够实现输入与输出电流谐波的隔离，以及不能够实现相数的变换的问题。本发明专利技术的电压变换器由电枢铁心、电枢绕组和导磁轭构成，它可以是外电枢结构，或者是内电枢结构，电枢绕组由输入绕组和输出绕组组成，所述电枢绕组嵌放在电枢铁心的槽中。所述电压变换器中的导磁轭还可以由电枢铁心替换。所述电压变换器中的电枢铁心还可以由两个圆筒形铁心组成，所述两个圆筒形铁心相对的侧壁上径向均匀开有多个槽。本发明专利技术的电压变换器能够实现交流电压变换与输入输出隔离、谐波隔离、相数变换功能，在电力系统中具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到变压器技术，属于电机

技术介绍
变压器是电力系统中最为主要的静止型电压变换设备，以其结构简单，效 率高，可靠性高，在电力系统中得到广泛应用。研究提高变压器的性能，增强 变压器的功能对电能的经济传输、灵活分配和安全使用具有重要意义。变压器的最主要部件是铁心和绕组，相互绝缘的初级绕组和次级绕组套在 共同的铁心上，它们之间有磁的耦合，但没有电的直接联系(图1)。变压器 的初级和次级电压之比决定于初级和次级绕组匝数之比，只要改变初级和次级 绕组的匝数，便可以达到改变次级输出电压大小的目的。根据变压器的工作原理分析可知，变压器的输出电压波形取决于初级施加 的电源电压波形，通常可以认为接在电网上的变压器的初级电压波形为正弦 波；变压器次级电流波形则取决于负载的性质，如果负载是非线性的，则次级 电流便会发生畸变，不再是正弦波。而正是由于变压器是基于磁场强耦合实现 能量从初级到次级传递的，所以，初级电流的负载分量也会产生畸变，波形与 次级电流相同，只是大小不同而已，即变压器不会改变畸变电流的波形，只能 改变电流的大小， 一旦负载电流产生畸变，输入电流也会同样产生畸变，变压 器虽然能够实现输入与输出电压的隔离，但却不能实现输入与输出电流谐波的 隔离。同时，普通的电力变压器不能进行相数变换，即通常都是输入绕组的相 数与输出绕组的相数相同。
技术实现思路
为了解决现有电源变压器存在的不能够实现输入与输出电流谐波的隔离， 以及不能够实现相数的变换的问题，本专利技术提出一种基于旋转磁场的电压变换 器。本专利技术所述的基于旋转磁场的电压变换器包括外电枢铁心、电枢绕组和内 导磁轭，外电枢铁心是圆筒形，在其内壁上沿轴向均匀开有多个槽，所述电枢 绕组由一套或多套输入绕组和一套或多套输出绕组组成，每套绕组为m相对 称绕组，所述m"，所述电枢绕组嵌放在所述槽中；内导磁轭为圆柱形或圆筒形，所述内导磁轭的外壁与外电枢铁心的内壁紧密接触，所述内导磁轭的轴向 长度与外电枢铁心的轴向长度相等。本专利技术还提供一种基于旋转磁场的电压变换器，它包括外电枢铁心、电枢 绕组和内电枢铁心，外电枢铁心是圆筒形，在其内壁上沿轴向均匀开有多个槽， 内电枢铁心为圆筒或圆柱形，在其外壁上沿轴向均匀开有多个槽，所述内电枢 铁心的外壁与外电枢铁心的内壁紧密接触，所述内电枢铁心的轴向长度与外电枢铁心的轴向长度相等；所述电枢绕组由一套或多套输入绕组和一套或多套输 出绕组组成，每套绕组为m相对称绕组，所述mM，所述电枢绕组嵌入在外 电枢铁心和内电枢铁心的槽中。本专利技术还提供一种基于旋转磁场的电压变换器，它包括内电枢铁心、电枢 绕组和外导磁轭；内电枢铁心为圆筒形或圆柱形，在所述内电枢铁心的外壁上 沿轴向均匀开有多个槽，电枢绕组由一套或多套输入绕组和一套或者多套输出 绕组组成，每套绕组为m相对称绕组，所述mM，所述电枢绕组嵌放在内电 枢铁心的槽中；外导磁轭为圆筒形，所述外导磁轭的内壁与电枢铁心的外壁紧 密接触，所述外导磁轭的轴向长度与电枢铁心的轴向长度相等。本专利技术还提供一种基于旋转磁场的电压变换器，它包括两个电枢铁心和电 枢绕组，两个电枢铁心为中心带有通孔的圆盘，所述两个电枢铁心的一个平面 紧密接触、并且同心，在两个电枢铁心相对的平面上沿径向均匀开有多个槽， 所述电枢绕组由一套或多套输入绕组和一套或多套输出绕组组成，每套绕组为 m相对称绕组，所述mM，每套绕组嵌放在两个电枢铁心的轴向对应的槽中。本专利技术的电压变换器在应用的时候，输入绕组与输入电源相连接，输出绕 组与负载相连接。本专利技术的基于旋转磁场的电压变换器中的输入绕组和输出绕组的线圈匝 数根据需要的电压变换比计算获得，计算方法与现有变压器的计算方法相同。 本专利技术中的输出绕组的套数，根据负载对电压等级和数量的需要来确定，具体 确定方法与现有变压器次级线圈的组数的确定方法相同。本专利技术的电压变换器能够实现交流电压变换与输入输出隔离，隔离电源侧 和负载侧的谐波，还能够实现输入与输出的相数变换，在电力系统以及电网终 端用户具有良好的应用前景。附图说明图1是现有电源变压器的结构示意图；图2是具体实施方式一所述的电压 变换器在应用时的连接示意图；图3是实施方式一所述的电压变换器的结构示 意图，图4是具体实施方式一所述的电压变换器为三相输入、六相输出的结构 示意图；图5是具体实施方式一所述的电压变换器为两个输入绕组、 一个输出 绕组的结构示意图；图6是具体实施方式二所述的电压变换器的结构示意图； 图具体实施方式四所述的电压变换器的结构示意图。具体实施例方式具体实施方式一参见图2、图3说明本实施方式。本实施方式所述的基于旋转磁场的电压变换器包括外电枢铁心1、电枢绕组2和内导磁轭3，外 电枢铁心1是圆筒形，在其内壁上沿轴向均匀开有多个槽，所述电枢绕组2 由一套或多套输入绕组和一套或多套输出绕组组成，每套绕组为m相对称绕 组，所述mM，所述电枢绕组2嵌放在所述槽中；内导磁轭3为圆柱形或圆筒 形，所述内导磁轭3的外壁与外电枢铁心1的内壁紧密接触，所述内导磁轭3 的轴向长度与外电枢铁心1的轴向长度相等。本实施方式所述的电压变换器的结构与现有圆筒形纵向磁场旋转感应电 机的结构相似，主要区别是没有气隙。本实施方式中所述的外电枢铁心与普通 纵向磁场旋转感应电机的电枢铁心相似，也是圆筒形，在其内圆周壁上沿轴向 开有齿槽，电枢绕组嵌放在外电枢铁心的槽中。本实施方式的电压变换器在应用的时候，一套或者多套输入绕组连接供电 电源， 一套或者多套输出绕组连接负载。输入绕组和输出绕组的套数，根据实际需要而定。参见图4所示，输入绕组与输出绕组的相数不同，输入绕组为三相对称绕 组，而输出绕组为六相对称绕组，从而实现由三相电力向六相电力的变换。参见图5所示，当输入绕组为多套绕组的时候，多套输入绕组连接不同的 电源。具体实施方式二参见图6说明本实施方式。本实施方式所述的基于旋 转磁场的电压变换器与具体实施方式一的区别在于，它将内导磁轭采用电枢铁 心替换，具体结构为它包括外电枢铁心l、电枢绕组2和内电枢铁心4，外 电枢铁心l是圆筒形，在其内壁上沿轴向均匀开有多个槽，内电枢铁心4为圆 筒或圆柱形，在其外壁上沿轴向均匀开有多个槽，所述内电枢铁心4的外壁与外电枢铁心1的内壁紧密接触，所述内电枢铁心4的轴向长度与外电枢铁心1 的轴向长度相等；所述电枢绕组2由一套或多套输入绕组和一套或多套输出绕 组组成，每套绕组为m相对称绕组，所述mW，所述电枢绕组2嵌入在外电 枢铁心1和内电枢铁心4的槽中。本实施方式中的电压变换器有两个电枢铁心，所述电枢绕组2可以分别嵌 放在两个电枢铁心的槽中。根据实际情况，可以将输入绕组和输出绕组分别嵌 放在两个铁心当中。具体实施方式三本实施方式所述的基于旋转磁场的电压变换器与具体 实施方式一的区别在于，它为外导磁轭、内电枢结构，具体结构为它包括内 电枢铁心、电枢绕组和外导磁轭；内电枢铁心为圆筒形或圆柱形，在所述内电 枢铁心的外壁上沿轴向均匀开有多个槽，电枢绕组由一套或多套输入绕组和一 套或者多套输出绕组组成，每套绕组为m相对称绕组，所述mM，所述电枢 绕组嵌放在内电枢铁心的槽中；外导磁轭为圆筒形，所述外导磁轭的内壁与电 枢铁心的外壁紧密接触，所述外导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于旋转磁场的电压变换器，基特征在于它包括旬电枢铁心（１）、电枢绕组（２）和内导磁轭（３），旬电枢铁心（１）是圆筒形，在其内壁上沿轴向均匀开有多个槽，所述电枢绕组（２）由一套或多套输入绕组和一套或多套输出绕组组成，每套绕组为ｍ相对称绕组，所述ｍ＞１，所述电枢绕组（２）嵌放在所述槽中；内导磁轭（３）为圆柱形或圆筒形，所术内导磁轭（３）的外壁与外电枢铁心（１）的内壁紧密接触，所述内导磁轭（３）的轴向长度与外电枢铁心（１）的轴向长度相等。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：寇宝泉，曹海川，白崟儒，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]