非线性变压器及其制造方法技术

一种三相非线性变压器及构造其的方法。所述非线性变压器包括非线性的铁磁芯，所述铁磁芯具有多个框架，每个框架都具有闭合或者基本上闭合的外围。所述框架经布置从而形成至少三个立柱。围绕每个立柱形成低压绕组，并且围绕每个低压绕组形成高压绕组。每个高压绕组包括多个串联连接的盘形绕组。每个盘形绕组都由导体带和绝缘带的交替同心层形成，其中所述导体带具有大于10∶1的宽度对厚度比。外壳封装每对高压和低压绕组。使用至少部分由用于卷绕所述高压和低压绕组的卷绕装置形成的模具形成所述外壳。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种三相非线性变压器及构造其的方法。所述非线性变压器包括非线性的铁磁芯，所述铁磁芯具有多个框架，每个框架都具有闭合或者基本上闭合的外围。所述框架经布置从而形成至少三个立柱。围绕每个立柱形成低压绕组，并且围绕每个低压绕组形成高压绕组。每个高压绕组包括多个串联连接的盘形绕组。每个盘形绕组都由导体带和绝缘带的交替同心层形成，其中所述导体带具有大于10∶1的宽度对厚度比。外壳封装每对高压和低压绕组。使用至少部分由用于卷绕所述高压和低压绕组的卷绕装置形成的模具形成所述外壳。【专利说明】相关申请的交叉引用本申请要求于2012年12月3日提交的美国临时专利申请N0.61/419，563的权益，其公开内容通过引用整体结合于此。
本专利技术涉及变压器，并且更具体地涉及非线性变压器。
技术介绍
常规线性变压器包括具有布置成一行的多个立柱的芯部。线性变压器的实例是所谓的E芯变压器，该变压器具有包括下轭部(bottom yoke)的芯部，该下轭部具有布置成一行并且从其向上延伸的三个间隔开的立柱。对于三相应用，三个线圈(每个相位一个线圈)在心轴上形成，然后分别被安装至立柱。然后，上轭部(top yoke)被紧固在跨立柱的顶部。长期以来，非线性变压器已经为人所知，但是直到最近，才对非线性变压器有显著的兴趣。非线性变压器具有多个没有布置成一行的立柱。非线性变压器的最常见的实例是所谓的德尔塔(delta)或者三角形变压器，其具有布置成德尔塔或者三角形配置的三个部件或者框架。每个框架一般都是闭合的，并且每个框架都具有两个对置立柱部件和两个对置的轭部部件。布置该框架，以便每个框架的立柱部件都分别邻接其他两个框架的立柱部件，由此形成三个立柱，每个立柱都由两个邻接的立柱部件形成。三个立柱以三角形或者德尔塔配置布置。由于非线性变压器的框架闭合，所以线圈一般在芯部的立柱上形成。每个线圈的高压绕组都由矩形电线形成，每个矩形电线必须是在卷绕之前使用绝缘包带或者绝缘釉质绝缘。由矩形电线形成的绕组还需要在每个绕组层之间放置附加绝缘。此外，使用宝塔型技术(pagoda technique)或者金字塔型技术(pyramid technique)形成绕组,其中随着卷绕向外径向前进，层宽度减少。这种卷绕技术需要基底层相当宽，这能够导致电应力的增加，并且因此导致更好的绝缘规格。因此，会期望提供易于制造并且具有改进的构造的非线性变压器。本专利技术针对这种非线性变压器及制造其的方法。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了三相非线性变压器，该三相非线性变压器包括具有布置成非线性配置的三个或多个立柱的铁磁芯。线圈组件被分别安装至立柱。每个线圈组件都包括具有多个串联连接盘形绕组的低压绕组和高压绕组。每个盘形绕组都包括一个或多个导体带和一个或多个绝缘带的交替同心层。导体带的宽度厚度比大于10: I。外壳封装高压绕组。该外壳由介电聚合材料形成。根据本专利技术还提供了制造三相非线性变压器的方法。根据该方法，提供了非线性铁磁芯，并且该铁磁芯包括多个框架，每个框架都具有闭合或者基本上闭合的外围。该框架被布置以形成至少三个立柱。对于芯部的每个立柱，低压绕组围绕立柱形成。高压绕组围绕每个低压绕组形成。每个高压绕组围绕其关联的低压绕组的形成包括提供一个或多个绝缘带；提供一个或多个导体带，每个导体带具有大于10: I的宽度厚度比；并且围绕该低压绕组卷绕该一个或多个绝缘带和该一个或多个导体带，以形成在低压绕组的轴向方向布置的多个盘形绕组，其中每个盘形绕组都包括绝缘带和导体带的交替同心层。每个高压绕组都是由介电聚合材料铸型的。【专利附图】【附图说明】关于下列描述、所附权利要求、和附图，本专利技术的特征、方面、和优点将会得到更好理解，其中附图如下:图1是根据本专利技术实施的非线性变压器的一部分的顶部透视图；图2示出非线性变压器的一部分的侧面立体图；图3示出非线性变压器的芯部的框架的透视图；图4示出移除部分的芯部的顶部透视图；图5示出被安装至芯部的立柱的卷绕装置的一部分；图6示出卷绕装置被安装至芯部的立柱时的卷绕装置的齿轮组件；图7示出卷绕装置的齿轮组件；图8示出非线性变压器的高压绕组的盘形绕组的一部分的截面图；图9示出被装入铸模中并且在绝缘聚合材料中被铸型的非线性变压器的高压绕组；以及图10示出被装入外壳中的高压绕组，以虚线示出高压绕组。【具体实施方式】应当注意，在随后的详细描述中，无论是否在本专利技术的不同实施例示出，相同的部件都具有相同的附图标记。也应当注意，为了清楚且简明地公开本专利技术，附图可以不需要按比例绘制，并且本专利技术的某些特征可能以某种示意形式示出。现在参考图1和2，示出根据本专利技术构造的非线性三相干式变压器10的一部分。变压器10通常包括被安装至非线性芯部18的三个线圈组件12 (每个相位一个线圈)，全部这些都可以被封入通风的外部壳体(未示出)内。每个线圈组件12都被封装在由一个或多个介电聚合物组成的外壳14中(图10中示出)。芯部18是德尔塔形状的，并且包括三个框架22，每个框架都具有闭合或者基本上闭合的外围和放大的开口。如图3中所示最清楚，每个框架22都具有圆角矩形形状，并且都包括分别由肩部23接合至一对轭部部件26的一对对置的立柱部件24。立柱部件24显著长于轭部部件26。每个框架22都是由一个或多个金属条卷绕，该金属条可以是硅钢和/或非晶体金属。如图4中最清楚地所示，一个或多个金属条可以被定尺寸和/或被布置从而为框架22提供大体上半圆形的横截面，框架22的弓形部分面向内以及向前方，并且框架22的平面部分面向外以及向后方。框架22的这个配置可以以许多不同方式形成。例如，一个或多个金属条可以以连续地锥形方式切断，以便这些金属条在框架22的不同层中具有不同宽度，并且可以偏斜或者交错。一旦完成一个或多个金属条形成框架22的卷绕，就可以将一个或多个金属条退火。此外，框架22可以用一个或多个涂层覆盖，从而保护框架22不受腐蚀和/或使框架22绝缘。更进一步，立柱部件24和轭部部件26 (但是排除两者之间的肩部部件)可以被缠绕在电介质带中。以三角形或德尔塔配置布置框架22，以便每个框架22的立柱部件24都分别邻接另两个框架22的立柱部件24，由此形成三个立柱30，每个立柱30都由两个邻接的立柱部件24形成。在每个立柱30中，立柱部件24的平面部分彼此邻接。如图4中所示，以这个方式，每个立柱30都具有基本上环形的横截面。围绕每个立柱30的立柱部件24紧固放置多个条带(band)，以便将立柱部件24紧固在一起，并因此以德尔塔配置紧固框架22。该条带由诸如介电塑料的介电材料组成。在一个实施例中，该条带由粘合带组成。线圈组件12被分别安装至立柱30，并且分别围绕立柱30放置。每个线圈组件12都包括高压绕组32和低压绕组34，每个绕组形状都是圆柱形。如果变压器10是降压变压器，那么高压绕组32是初级线圈，并且低压线圈是次级线圈。可替换地，如果变压器10是升压变压器，那么高压绕组32是次级线圈，并且低压线圈34是初级线圈。如图1和2中所示，在每个线圈组件12中，高压绕组32和低压绕组34被同心安装，低压绕组34被放置在高压绕组32内并且从高压绕组32径向向内。高压绕组32包括串联连接的多个盘形绕组6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】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·奥滕，T·A·哈特曼，C·W·约翰逊，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：
国别省市：