专利名称：一种三相分磁调压式变压器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种三相分磁调压式变压器。
背景技术：
传统变压器是一个铁芯框，绕上一、二次线圈。一、二次电压与一、二次线圈匝数关
系如下= 一个实用的变压器其一、二次线圈匝数是固定的，即％ =(#XA，此式说 U2 N2Ni
明，配电变压器的二次电压随电网一次电压变化而变化，且几乎成线性关系。一旦电网由于负荷变化，就会造成电网电压波动，供应到用户端的电压值偏离国标限值范围，用户端电器设备不能工作在其额定电压附近，电器设备电能转换效率低，电能浪费大。电压偏差严重时，还会造成用电设备不能正常工作或损坏。电网调节电压的方式主要依靠主变压器、发电机、无功补偿装置等设备进行电压调压。但目前大量使用的配电变压器不能进行实时调节电压，只能季节性且在停电状态下，进行人工操作调节分接开关，达到调节电压的目的，即现有配电变压器不能根据电网电压变化实时调节电压大小，不能满足用户端电压稳定的要求。
发明内容为解决上述问题，本实用新型提供一种三相分磁调压式变压器。本实用新型一种三相分磁调压式变压器，主要由主磁通闭合铁芯框、一次线圈、二次线圈组成，其主磁 通闭合铁芯框两边为磁柱，一边设有一次线圈，另一边设有二次线圈，其特征是并联一个或多个磁阀，其磁阀主要设有磁阀闭合铁芯框和线圈，其磁阀闭合铁芯框相对两边为磁柱，两边磁柱上分别设有同等匝数的一对或多对线圈，每对线圈分设在两边磁柱上，每对线圈一端头直接相结，另一端头串接电源；主磁通闭合铁芯框与磁阀闭合铁芯框之间设有连接铁芯，主磁通闭合铁芯框、连接铁芯和磁阀闭合铁芯框为整体结构。磁阀在主磁通闭合铁芯框中间、两侧或立体空间成并联关系。串接电源优选为直流电源。直流电源更优选由本变压器二次线圈(3)输出电源整流直供。三组单相变压器排列形式有一字横排、一字竖列或品字形排列。调节电压的方法为主磁通闭合铁芯框，依据一次线圈、二次线圈将整个磁路分为一次磁路和二次磁路，再并联一个或多个磁阀，其磁阀设有磁阀闭合铁芯框与一二次相连部分的主磁通闭合铁芯框，形成一条或多条分磁磁路；其磁阀闭合铁芯框相对两边为磁柱，两边磁柱上分别设有同等匝数的一对或多对线圈，每对线圈分设在两边磁柱上，每对线圈一端头直接相结，另一端头串接电源；分磁磁路通过控制磁阀的饱和程度，改变穿越二次绕组回路磁通量，调节二次输出电压的大小，形成设定的恒定电压输出。在变压器中增加分磁磁路的方法。当一次绕组接通正弦交流电后，即在铁芯中产生磁通O1，其外接电压U1与产生的磁通量O1关系为=U1 = 4. 44fN0lm = 2π ΝΦ1 =QNO1(注U1' Φι为有效值，Φ1π为幅值)。磁通O1流经“O”点后，分为磁通Φ2和磁通φζ，磁通φ2流经二次绕阻感应出电压υ2，U2 = 4. 44fN02m = 2 JIfNO2 = ωΝΦ2 (注U2、Φ2为有效值，Φ2ηι为幅值)，磁通Φζ流向磁阀。Φ2 = Φ「ΦΖ，O1大小由外接电压U1大小决定，即U1—定，O1也一定。如果减小02则Φ2增大，队随之增大；反之增大02则Φ2减小，U2随之减小。通过改变Φζ的大小，即可实现二次绕阻输出电压U2的大小，即实现调节电压功能。主磁通闭合铁芯框、连接铁芯和磁阀闭合铁芯框为整体结构，有利于适应变压器生产的传统工艺。因为变压器的铁芯是铁磁性物质(如硅钢片、非晶合金等)。为了便于说明，本实用新型以硅钢片来说明。而本实用新型是每片硅钢片都设有主磁通闭合铁芯框区域、连接铁芯区域和磁阀闭合铁芯框区域。将许多片硅钢片叠合后就成为主磁通闭合铁芯框、连接铁芯和磁阀闭合铁芯框整体结构。电源采用由本变压器二次线圈输出电源整流成为直流电源直供。防止采用其它直流电源发生馈电影响正常工作。磁阀磁通大小的调节磁阀由两个磁柱并联后，再与主磁路相连形成一体；两个磁柱上分别绕有同等匝数的线圈，一端直接相结，另一端串接直流电源；当直流在一对线圈中流动时,产生的磁通在两磁柱中形成环路,直流越大,环路磁通越大；对一固定的磁路,磁通越大，磁饱和程度越高，磁阻越大，即控制直流的大小即可控制磁阀的磁阻大小；磁阀磁阻大小的改变，即能改变流经磁通的大小。每个磁阀可以有若干对直流线圈，均能达到如上效果。
图1是传统单相变压器结构示意图图2是本实用新型一种三相分磁调压式变压器结构图图3是磁路拓扑图图4是分磁路组成图
图5是本实用新型一种呈一字竖排型的三相分磁变压器结构图图6是本实用新型一种呈品字型的三相变分磁压器结构图图7是本实用新型一种磁阀呈Π型的单相变分磁压器结构图图8是分磁调压式变压器磁路等值图图9是分磁调压式变压器等值电路图图10是忽略漏抗的分磁调压式变压器等值电路图图11是计及漏抗的分磁调压式变压器等值电路图图12是磁阀充分饱和分磁调压式变压器等值电路图图13是二次侧断开等效电路图图14是一次侧断开等效电路图图15是磁阀励磁控制图图16是磁阀励磁直流与输出电压的控制图图17是等效磁路参数图图18是等效磁路简化图图19是等效互感电路图图20是等效自感电路图[0031 ]图21是等效自感互感图图22是计及漏磁等效自感互感图图23是互感折算等效磁路参数图图24是一二次侧电压关系图
具体实施方式
根据图1所示为普通单相变压器，主磁通闭合铁芯I为方框闭合铁芯，主要由主磁通闭合铁芯框1、一次线圈2、二次线圈3组成，其主磁通闭合铁芯框两边为磁柱，一边设有一次线圈2，另一边设有二次线圈3。本实用新型在普通单相变压器的基础上并联一个或多个磁阀，磁阀的磁阀闭合铁芯框可为矩形、圆形、椭圆形、多边形。其磁阀主要设有磁阀闭合铁芯框4和线圈，其磁阀闭合铁芯框4相对两边为磁柱，两边磁柱上分别设有同等匝数的一对或多对线圈，每对线圈分设在两边磁柱上，每对线圈一端头直接相结，另一端头串接电源；主磁通闭合铁芯框I与磁阀闭合铁芯框4之间设有连接铁芯5，主磁通闭合铁芯框1、连接铁芯5与磁阀闭合铁芯框4为整体结构。本实用新型依据一、二次绕组可将整个磁路分为一次磁路和二次磁路。现在一次磁路和二次磁路的基础上，再并联一条分磁磁路。分磁磁路由磁阀铁芯和与一次、二次磁路相连部分的铁芯组成。磁阀铁芯由两个磁柱铁芯并联后，再与单相变压器铁芯相连成一体；两个磁柱上分别绕有同等匝数的线圈 ，此两线圈称为“一对线圈”;其连接方式如图15所示，一端头直接相结，另一端头串接直流。三相变压器的三组单项变压器排列形式有多种方式。其图2所示为本实用新型一种呈一字横排型的三相分磁变压器结构形式，图5所示为本实用新型一种呈一字竖排型的三相分磁变压器结构图形式，图6所示为本实用新型一种呈品字型的三相变分磁压器结构图形式。铁芯为传统的锡钢片叠合而成，最简便的做法是每片锡钢片上包含方框闭合铁芯区域、连接铁芯区域和磁阀铁芯区域，并且是整体结构，及整体的冲压片。然后各片叠合成整体铁芯。当一次绕组接通正弦交流电后，一次绕组铁芯中产生磁通O1，该磁通O1 —部分流入二次绕组铁芯Φ2，一部分流入磁阀铁芯Φζ，满足O1 = Φ2+Φζ。根据图7所示为如下调压原理当一次绕组接通正弦交流电后，即在铁芯中产生磁通O1，其外接电压U1与产生的磁通量O1关系为=U1 = 4. 44fN0lm = 2 fNOi = GJNO1 (注叫、O1为有效值，Φ1ηι为幅值)。磁通O1流经“O”点后，分为磁通Φ2和磁通Φζ，磁通Φ2流经二次绕阻感应出电压U2, U2 = 4·44 ·ΝΦ2ηι = 2 JIfNO2 = ωΝΦ2(注U2、Φ2 为有效值，Φ2ηι 为幅值)，磁通①厂流向磁阀。φ2= Φ「ΦΖ，O1大小由外接电压U1大小决定，即U1—定，O1也一定。如果减小Φζ则Φ2增大，U2随之增大；反之增大φζ则φ2减小，U2随之减小。通过改变φζ的大小，即可实现二次绕阻输出电压U2的大小，即实现调节电压功能。磁阀磁通大小的调节磁阀由两个磁柱并联后，再与主磁路相连形成一体；两个磁柱上分别绕有同等匝数的线圈，此两线圈称为“一对线圈”，其连接方式如图7所示，一端直接相结，另一端串接直流电源；当直流在一对线圈中流动时，产生的磁通在两磁柱中形成环路，直流越大，环路磁通越大；对一固定的磁路，磁通越大，磁饱和程度越高，磁阻越大，即控制直流的大小即可控制磁阀的磁阻大小；磁阀磁阻大小的改变，即能改变流经磁通的大小。每个磁阀可以有若干对直流线圈。2、分磁调压式变压器调压方法根据图7所示(为便于说明，忽略漏磁通)。(I)以分磁调压式变压器磁路感应原理说明调压方法当一次绕组N1通正弦交流电后，一次绕组铁芯中产生磁通Φ1;该磁通O1 —部分流入二次绕组N2铁芯Φ2，一部分流入磁阀铁芯Φζ，满足O1 = Φ2+Φζ。当一次绕组通电后，即在铁芯中产生磁通O1，其外接电压U1与产生的磁通量O1关系为=U1 = 4. 44fN0lm = 2 JI fNOi = ωΝΦ10磁通Φi流经“O”点后，分为磁通Φ2和磁通Φζ，磁通Φ2流经二次绕阻感应出电压U2 (U2 = 4.44fN02m = 2 JifNO2 = ωΝΦ2)，磁通Φζ流向磁阀。Φ2 = Φ「ΦΖ，01大小由外接电压仏大小决定，即U1—定，O1!—定。如果减小Φζ则Φ2增大，U2随之增大；反之增大Φζ则Φ2减小，U2随之减小。通过改变Φζ的大小，即可实现二次绕阻输出电压U2的大小，即实现调节电压功能。磁阀磁通Φζ大小的调节磁阀由两个磁柱并联后,再与主磁路相连形成一体；两个磁柱上分别绕有同等匝数的线圈，此两线圈称为“一对线圈”，其连接方式如图，一端直接相结，另一端串接直流电源；当直流在一对线圈中流动时，产生的磁通在两磁柱中形成环路，直流越大，环路磁通越大；对一固定的磁路，磁通越大，磁饱和程度越高，磁阻越大，即控制直流的大小即可控制磁阀的磁阻大小；磁阀磁阻大小的改变，即能改变流经磁通的大小。每个磁阀可以有若干对直流线圈。(2)以分磁调压式变压器等值电路说明调压方法根据图8所示为分磁调压式变压器磁路等值图。Rml、Rm2、Rmz分别一次绕组、二次绕组、磁阀铁芯的磁阻。根据图9所示为分磁调压式变压器等值电路图。
权利要求1.一种三相分磁调压式变压器，主要由三组主磁通闭合铁芯框(I)、一次线圈(2)、二次线圈(3)组成，其主磁通闭合铁芯框两边为磁柱，一边设有一次线圈(2)，另一边设有二次线圈(3)，其特征是并联一个或多个磁阀，其磁阀主要设有磁阀闭合铁芯框(4)和线圈，其磁阀闭合铁芯框(4)相对两边为磁柱，两边磁柱上分别设有同等匝数的一对或多对线圈，每对线圈分设在两边磁柱上，每对线圈一端头直接相结，另一端头串接电源；主磁通闭合铁芯框(I)与磁阀闭合铁芯框(4)之间设有连接铁芯(5)，主磁通闭合铁芯框(I)、连接铁芯(5)和磁阀闭合铁芯框(4)为整体结构。
2.根据权利要求1所述的变压器，其特征是磁阀在主磁通闭合铁芯框(I)中间、两侧或立体空间成并联关系。
3.根据权利要求1所述的变压器，其特征是磁阀闭合铁芯框(4)为矩形、圆形、椭圆形、多边形。
4.根据权利要求1所述的变压器，其特征是串接电源为直流电源。
5.根据权利要求4所述的变压器，其特征是直流电源由本变压器二次线圈(3)输出电源整流成直流电源。
6.根据权利要求1所述的变压器，其特征是其三组单相变压器排列形式有一字横排、一字竖列或品字形排列。
专利摘要本实用新型公开了一种三相分磁调压式变压器。它主要由三组主磁通闭合铁芯框(1)、一次线圈(2)、二次线圈(3)组成，它并联一个或多个磁阀，其磁阀的磁阀闭合铁芯框(4)相对两边的磁柱上分别设有同等匝数的一对或多对线圈，每对线圈一端头直接相结，另一端头串接电源；主磁通闭合铁芯框(1)与磁阀闭合铁芯框(4)之间设有连接铁芯(5)。它输出恒定电压，能够满足用户稳定电压需求。
文档编号H01F30/06GK202905432SQ20122044504
公开日2013年4月24日 申请日期2012年9月4日 优先权日2012年9月4日
发明者沈广贤 申请人:沈广贤