一种大功率高压变频装置用油浸式54脉波变频变压器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种大功率高压变频装置用油浸式54脉波变频变压器。
【背景技术】
[0002]高压变频调速技术中的一项重要技术是多重化整流技术，它采用隔离变压器将多个低压模块叠加(串联)而形成高压输出，主要是由多个功率单元和控制单元组成，每个功率单元由多绕组隔离变压器的一个三相绕组供电，这种多绕组的隔离变压器其二次线圈互相存在一个相位差，实现了输入多重化，由此可消除各单元产生的谐波对电网的污染，该隔离变压器是高压变频器中不可缺少的重要元件，其制造技术也是这种完美无谐波高压变频器调速装置的技术构成之一。
[0003]专利申请号为201110176569.Χ(申请日为2011年6月28日)的中国专利公开了一种“三相48脉波整流变压器”，“由两台阀侧输出绕组移相的24脉波整流变压器组成”，严格意义上说，其是一种变压器组，没能实现单机的多脉波整流。专利申请号为200910040675.8(申请日为2009年6月30日)的中国专利公开了“一种36脉波大功率变频整流变压器”，实现了单机36脉波整流，这也是国内目前公开的已实现的最大脉波整流的变压器。理论上，脉波数越多，整流电压波纹越小，谐波也越小，但变压器移相单元就越多，绕组需要分段越多，所占空间越大，越复杂，因此设计制造的难度也就越高。
[0004]以往国产大功率交流变频调速系统中使用的国产变压器基本都是干式整流变压器，前述的36脉波整流变压器也属于干式整流变压器，由于使用环境恶劣，干式整流变压器容易吸潮损坏，而油浸式整流变压器可以满足各种环境的稳定运行。目前国内运行的进口大功率交流变频调速系统中使用的油浸式变频变压器大部分是进口产品，本发明通过研发大功率高压变频装置用油浸式变频变压器，首次实现了油浸式54脉波变频变压器的国产化、产品化和系列化，可完全替代此类进口产品。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种大功率高压变频装置用油浸式54脉波变频变压器，采用多重化整流技术设计，实现了单机变压器的54脉波整流，使系统的输入电流谐波大幅减小，且输入电流的基数增大，进而达到提高系统输入功率因数的目的；其结构合理，制造工艺简单，抗短路能力强，经济指标好，绝缘可靠性高；经试验证明本发明所述变压器的半穿越阻抗及低压侧绕组电流不平衡率< 2%，保证了变压器的安全可靠运行。
[0006]为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现:
[0007]—种大功率高压变频装置用油浸式54脉波变频变压器，高压采用Y形接法的三相输入绕组，低压采用延边三角形接法的多相输出绕组，低压绕组分成三个大组，其中每个大组包括9个移相绕组，其移相角分别为+26.67°、+20°、+13.33°、+6.67°、O。、-6.67。、-13.33°、-20。、-26.67°，各移相绕组角度差6.67° ;每相由若干个功率单元串联而成，三相低压输出相邻之间互差6.67。，该9个移相绕组由三相不同时序脉冲控制触发可控硅IGBT得到正负各27脉波；高压绕组也分成三个大组，高压绕组和低压绕组均采用饼式线圈结构；二次侧每相输出27绕组，三相共81个绕组，低压套管在油箱侧壁出线，共81个套管。
[0008]所述每相功率单元为9个，三相共27个功率单元。
[0009]所述二次绕组分为基本绕组和移相绕组，延边三角形连接方式为正序接法或逆序接法。
[0010]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0011]I)采用多重化整流技术设计，实现54脉波整流，使系统的输入电流谐波大幅减小，且输入电流的基数增大，进而达到提高系统输入功率因数的目的；
[0012]2)结构合理，高压绕组采用Y形接法，高压对应低压分成三个大组，绕成饼式线圈结构；低压绕组同样采用饼式结构，具有散热性能好，抗短路能力强等优点；
[0013]3)把变频器中的高压分解成多组电压叠加，使功率器件可选用低压大电流的器件，降低变频器件成本，简化制造工艺，提高变频器可靠性；
[0014]4)经试验证明本发明所述变压器的半穿越阻抗及低压侧绕组电流不平衡率< 2%，保证了变压器的安全可靠运行。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的54脉波整流变原理框图。
[0016]图2是本发明的工作原理方框图。
[0017]图3是图2中分相功率单元的串联图。
[0018]图4是本发明的结构示意图。
[0019]图5是本发明中54脉波矢量图。
[0020]图6是本发明低压引线接线原理图。
[0021]图7是本发明尚压接线不意图。
[0022]图8a-图 8i 是本发明 ±26.67°、土20°、土 13.33°、土6.67°、0° 矢量合成的移相相角示意图。
[0023]图9是本发明输出套管布置示意图。
[0024]图中:101.变压器102.功率单元103.二次绕组104.移相绕组105.基本绕组106.高压绕组107.套管108.铁心
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明:
[0026]见图4，是本发明的结构示意图，本发明一种大功率高压变频装置用油浸式54脉波变频变压器101，高压采用Y形接法的三相输入绕组，低压采用延边三角形接法的多相输出绕组，低压绕组分成三个大组，其中每个大组包括9个移相绕组，其移相角分别为+26.67。、+20。、+13.33。、+6.67。、0。、-6.67。、-13.33。、-20。、-26.67。，各移相绕组角度差6.67° ;每相由若干个功率单元102串联而成，三相低压输出相邻之间互差
6.67°，该9个移相绕组104由三相不同时序脉冲控制触发可控硅IGBT得到正负各27脉波；高压绕组106也分成三个大组，高压绕组106和低压绕组均采用饼式线圈结构；二次侧每相输出27绕组，三相共81个绕组，低压套管在油箱侧壁出线，共81个套管107。
[0027]所述每相功率单元102为9个，三相共27个功率单元102。
[0028]所述二次绕组103分为基本绕组105和移相绕组104，延边三角形连接方式为正序接法或逆序接法。
[0029]本发明一种大功率高压变频装置用油浸式54脉波变频变压器101可以实现三个功能:一是将输入高压变成为低压，从而可以用低压的电力电子器件直接逆变而无须串联；二是实现高压和低压间以及低压各绕组间的相互绝缘，这样各低压单元的输出可以直接串联而无须担心短路和环流的问题；三是通过将低压各绕组移相，达到移相多重化整流的目的，使输入电流谐波急剧减小，极大地降低了变频器对电网的干扰。
[0030]见图1，是本发明的54脉波整流变原理框图；本发明54脉波整流变压器101专门为模块化、多重化、高压变频器交直调速系统配套研发，为了得到所需的工作高电压，变压器多个功率单元102串联组成，本发明中由每相9个功率单元102，三相共27个功率单元102组成，该27个功率单元102在变压器101上共有三相输入绕组。
[0031]见图2，是本发明的工作原理方框图；本发明中变压器101高压侧采用