脉宽调压型变压器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及变压器，具体是一种脉宽调压型变压器。本实用新型解决了现有变压器调压结构复杂、可靠性低的问题。脉宽调压型变压器，包括组合为一体的主铁心和调节铁心、装设于主铁心上的主一次绕组和主二次绕组、装设于调节铁心上的调节一次绕组和调节二次绕组、第一-第三电容器、三相交流接触器、可关断电力电子器件、由第一-第六二极管组成的三相整流桥；所述主一次绕组包括A相主一次绕组、B相主一次绕组、C相主一次绕组；所述主二次绕组包括A相主二次绕组、B相主二次绕组、C相主二次绕组；所述调节一次绕组包括A相调节一次绕组、B相调节一次绕组、C相调节一次绕组。本实用新型适用于各种领域。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及变压器，具体是一种脉宽调压型变压器。 脉宽调压型变压器
【背景技术】
[0002] 变压器在实际应用中，需要根据应用要求进行调压。现有的变压器由于自身结构 所限，需要通过有载调压和串联变压器调压来进行调压。有载调压是指在变压器的一次绕 组上抽出分接头，并利用有载分接开关来改变一次绕组的匝数，由此改变变压器的输出电 压。串联变压器调压则是指将主变压器的一次绕组与电源连接，并将主变压器的二次绕组 与串联变压器的二次绕组连接，同时将主变压器的带抽头绕组与串联变压器的一次绕组连 接，然后通过变换带抽头绕组的分接头来改变主变压器的输出电压。然而实践表明，无论是 有载调压还是串联变压器调压，均存在调压结构复杂、可靠性低的问题。基于此，有必要发 明一种全新的变压器，以解决现有变压器存在的上述问题。
【发明内容】
[0003] 本实用新型为了解决现有变压器调压结构复杂、可靠性低的问题，提供了一种脉 宽调压型变压器。
[0004] 本实用新型是采用如下技术方案实现的：脉宽调压型变压器，包括组合为一体的 主铁心和调节铁心、装设于主铁心上的主一次绕组和主二次绕组、装设于调节铁心上的调 节一次绕组和调节二次绕组、第一-第三电容器、三相交流接触器、可关断电力电子器件、 由第一-第六二极管组成的三相整流桥；
[0005] 所述主一次绕组包括A相主一次绕组、B相主一次绕组、C相主一次绕组；
[0006] 所述主二次绕组包括A相主二次绕组、B相主二次绕组、C相主二次绕组；
[0007] 所述调节一次绕组包括A相调节一次绕组、B相调节一次绕组、C相调节一次绕 组；
[0008] 所述调节二次绕组包括A相调节二次绕组、B相调节二次绕组、C相调节二次绕 组；
[0009] A相主一次绕组的首端与A相调节一次绕组的尾端连接；B相主一次绕组的首端与 B相调节一次绕组的尾端连接；C相主一次绕组的首端与C相调节一次绕组的尾端连接； [0010] A相调节一次绕组的首端与C相主一次绕组的尾端连接，且该连接点作为A相一次 输入端；B相调节一次绕组的首端与A相主一次绕组的尾端连接，且该连接点作为B相一次 输入端；C相调节一次绕组的首端与B相主一次绕组的尾端连接，且该连接点作为C相一次 输入端；
[0011] A相主二次绕组的尾端、B相主二次绕组的尾端、C相主二次绕组的尾端连接在一 起，且该连接点作为中性点；
[0012] A相主二次绕组的首端与B相调节二次绕组的尾端连接，且该连接点作为A相二次 输出端；B相主二次绕组的首端与C相调节二次绕组的尾端连接，且该连接点作为B相二次 输出端；C相主二次绕组的首端与A相调节二次绕组的尾端连接，且该连接点作为C相二次 输出端；
[0013] B相调节二次绕组的首端作为A相调节端；C相调节二次绕组的首端作为B相调节 端；A相调节二次绕组的首端作为C相调节端；
[0014] 第一电容器的两端分别与A相调节端和B相二次输出端连接；第二电容器的两端 分别与B相调节端和C相二次输出端连接；第三电容器的两端分别与C相调节端和A相二 次输出端连接；
[0015] 三相交流接触器的三组触点的一端分别与A相调节端、B相调节端、C相调节端连 接；三相交流接触器的三组触点的另一端连接在一起；
[0016] 三相整流桥的三个交流输入端分别与A相调节端、B相调节端、C相调节端连接； 三相整流桥的直流正输出端与可关断电力电子器件的集电极连接；三相整流桥的直流负输 出端与可关断电力电子器件的发射极连接。
[0017] 工作时，将可关断电力电子器件的基极与PWM控制器连接，将A相一次输入端、B相 一次输入端、C相一次输入端分别与三相交流电源的三个输出端连接。具体工作过程如下 ： 首先，主一次绕组和调节一次绕组产生基本的电势及磁通，主二次绕组与调节二次绕组之 间的初始相角差为60°。然后，通过PWM控制器控制可关断电力电子器件的导通脉冲宽度 逐渐增大。随着导通脉冲宽度的逐渐增大，三相整流桥的三个交流输入端的相电压（即A相 调节端、B相调节端、C相调节端的相电压）逐渐降低，主二次绕组与调节二次绕组之间的相 角差逐渐减小，A相二次输出端、B相二次输出端、C相二次输出端的相电压由此逐渐升高。 当可关断电力电子器件的导通脉冲宽度增至最大时，三相整流桥的三个交流输入端的相电 压（即A相调节端、B相调节端、C相调节端的相电压）降至接近于零，主二次绕组与调节二 次绕组之间的相角差减至30°，A相二次输出端、B相二次输出端、C相二次输出端的相电 压由此升高15%。随后，闭合三相交流接触器，A相二次输出端、B相二次输出端、C相二次 输出端的相电压由此保持在当前值。在此过程中，由于第一-第三电容器与主二次绕组和 调节二次绕组连接，使得当瞬间关断可关断电力电子器件时，主二次绕组和调节二次绕组 能够通过第一-第三电容器形成续流回路。基于上述过程，与现有变压器相比，本实用新型 所述的脉宽调压型变压器基于全新结构，实现了通过调节可关断电力电子器件的导通脉冲 宽度来调节主二次绕组与调节二次绕组之间的相角差，由此有效简化了调压结构，并有效 提高了可靠性，从而有效解决了现有变压器调压结构复杂、可靠性低的问题。
[0018] 本实用新型结构合理、设计巧妙，有效解决了现有变压器调压结构复杂、可靠性低 的问题，适用于各种领域。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1是本实用新型的主一次绕组和调节一次绕组的结构示意图。
[0020] 图2是本实用新型的主二次绕组和调节二次绕组的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021] 脉宽调压型变压器，包括组合为一体的主铁心和调节铁心、装设于主铁心上的主 一次绕组和主二次绕组、装设于调节铁心上的调节一次绕组和调节二次绕组、第一-第三 电容器C01-C03、三相交流接触器K1、可关断电力电子器件T1、由第一-第六二极管D1-D6 组成的三相整流桥；
[0022] 所述主一次绕组包括Α相主一次绕组Wal、Β相主一次绕组Wbl、C相主一次绕组 ffcl ；
[0023] 所述主二次绕组包括A相主二次绕组WalO、B相主二次绕组WblO、C相主二次绕组 WclO ；
[0024] 所述调节一次绕组包括A相调节一次绕组Wa2、B相调节一次绕组Wb2、C相调节一 次绕组Wc2 ;
[0025] 所述调节二次绕组包括A相调节二次绕组Wa20、B相调节二次绕组Wb20、C相调节 二次绕组Wc20 ;
[0026] A相主一次绕组Wal的首端与A相调节一次绕组Wa2的尾端连接；B相主一次绕组 Wbl的首端与B相调节一次绕组Wb2的尾端连接；C相主一次绕组Wcl的首端与C相调节一 次绕组Wc2的尾端连接；
[0027] A相调节一次绕组Wa2的首端与C相主一次绕组Wcl的尾端连接，且该连接点作为 A相一次输入端A1 ;B相调节一次绕组Wb2的首端与A相主一次绕组Wal的尾端连接，且该 连接点作为B相一次输入端B1 ;C相调节一次绕组Wc2的首端与B相主一次绕组Wbl的尾 端连接，且该连接点作为C相一次输入端C1 ;
[0028] A相主二次绕组WalO的尾端、B相主二次绕组WblO的尾端、C相主二次绕组WclO 的尾端连接在一起，且该连接点作为中性点0 ;
[0029] A相主二次绕组WalO的首端与B相调节二次绕组Wb20的尾端连接，且该连接点 作为A相二次输出端al ;B相主二次绕组WblO的首端与C相调节二次绕组Wc20的尾端连 接，且该连接点作为B相二次输出端bl ;C相主二次绕组WclO的首端与A相调节二次绕组 Wa20的尾端连接，且该连接点作为C相二次输出端cl ;
[0030] B相调节二次绕组Wb20的首端作为A相调节端a0 ;C相调节二次绕组Wc20的首 端作为B相调节端b0 ;A相调节二次绕组Wa20的首端作为C相调节端c0 ;
[0031] 第一电容器C01的两端分别与A相调节端a0和B相二次输出端bl连接；第二电 容器C02的两端分别与B相调节端b0和C相二次输出端cl连接；第三电容器⑶3的两端 分别与C相调节端c0和A相二次输出端al连接；
[0032] 三相交流接触器K1的三组触点的一端分别与A相调节端a0、B相调节端b0、C相 调节端c0连接；三相交流接触器K1的三组触点的另一端连接在一起；
[0033] 三相整流桥的三个交流输入端分别与A相调节端a0、B相调节端b0、C相调节端 c0连接；三相整流桥的直流正输出端与可关断电力电子器件T1的集电极连接；三相整流桥 的直流负输出端与可关断电力电子器件T1的发射极连接。
[0034] 具体实施时，所述主铁心和调节铁心均为三柱式铁心，且主铁心和调节铁心垂直 组合形成"田"字型结构；主铁心的中间横轭截面面积与立柱截面面积之比为1 :1 ;调节铁 心的中间横轭截面面积与立柱截面面积之比为1 :1。所述可关断电力电子器件T1为IGBT。 主一次绕组的匝数与调节一次绕组的匝数之比为1 :1 ;主二次绕组的匝数与调节二次绕组 的匝数之比为1 :1。
【权利要求】
1. 一种脉宽调压型变压器，其特征在于：包括组合为一体的主铁心和调节铁心、装设 于主铁心上的主一次绕组和主二次绕组、装设于调节铁心上的调节一次绕组和调节二次绕 组、第一-第三电容器（C01-C03)、三相交流接触器（K1)、可关断电力电子器件（T1)、由第 一-第六二极管（D1-D6)组成的三相整流桥； 所述主一次绕组包括A相主一次绕组（Wal)、B相主一次绕组（Wbl)、C相主一次绕组 (ffcl)； 所述主二次绕组包括A相主二次绕组（WalO)、B相主二次绕组（WblO)、C相主二次绕组 (WclO)； 所述调节一次绕组包括A相调节一次绕组（Wa2)、B相调节一次绕组（Wb2)、C相调节一 次绕组（Wc2); 所述调节二次绕组包括A相调节二次绕组（Wa20)、B相调节二次绕组（Wb20)、C相调节 二次绕组（Wc20); A相主一次绕组（Wal)的首端与A相调节一次绕组（Wa2)的尾端连接；B相主一次绕组 (Wbl)的首端与B相调节一次绕组（Wb2)的尾端连接；C相主一次绕组（Wcl)的首端与C相 调节一次绕组(Wc2)的尾端连接； A相调节一次绕组（Wa2)的首端与C相主一次绕组（Wcl)的尾端连接，且该连接点作为 A相一次输入端（A1 );B相调节一次绕组（Wb2)的首端与A相主一次绕组（Wal)的尾端连接， 且该连接点作为B相一次输入端（Bl) ;C相调节一次绕组(Wc2)的首端与B相主一次绕组 (Wbl)的尾端连接，且该连接点作为C相一次输入端（C1); A相主二次绕组（WalO)的尾端、B相主二次绕组（WblO)的尾端、C相主二次绕组（WclO) 的尾端连接在一起，且该连接点作为中性点（0); A相主二次绕组（WalO)的首端与B相调节二次绕组（Wb20)的尾端连接，且该连接点作 为A相二次输出端（al);B相主二次绕组（WblO)的首端与C相调节二次绕组（Wc20)的尾端 连接，且该连接点作为B相二次输出端（bl) ;C相主二次绕组(WclO)的首端与A相调节二 次绕组（Wa20)的尾端连接，且该连接点作为C相二次输出端（cl); B相调节二次绕组（Wb20)的首端作为A相调节端（aO);C相调节二次绕组（Wc20)的首 端作为B相调节端（b0) ;A相调节二次绕组（Wa20)的首端作为C相调节端（cO); 第一电容器（C01)的两端分别与A相调节端（a0)和B相二次输出端（bl)连接；第二电 容器（C02)的两端分别与B相调节端（b0)和C相二次输出端（c 1)连接；第三电容器（C03) 的两端分别与C相调节端（cO)和A相二次输出端（al)连接； 三相交流接触器（K1)的三组触点的一端分别与A相调节端（aO)、B相调节端（bO)、C相 调节端（cO)连接；三相交流接触器（K1)的三组触点的另一端连接在一起； 三相整流桥的三个交流输入端分别与A相调节端（a0)、B相调节端（b0)、C相调节端 (c〇)连接；三相整流桥的直流正输出端与可关断电力电子器件（T1)的集电极连接；三相整 流桥的直流负输出端与可关断电力电子器件（T1)的发射极连接。
2. 根据权利要求1所述的脉宽调压型变压器，其特征在于：所述主铁心和调节铁心均 为三柱式铁心，且主铁心和调节铁心垂直组合形成"田"字型结构；主铁心的中间横轭截面 面积与立柱截面面积之比为1 :1 ;调节铁心的中间横轭截面面积与立柱截面面积之比为1 : 1〇
3. 根据权利要求1或2所述的脉宽调压型变压器，其特征在于：所述可关断电力电子 器件（T1)为IGBT。
4. 根据权利要求1或2所述的脉宽调压型变压器，其特征在于：主一次绕组的匝数与 调节一次绕组的匝数之比为1 :1 ;主二次绕组的匝数与调节二次绕组的匝数之比为1 :1。
【文档编号】H02M5/38GK203911772SQ201420213711
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】刘涛, 闫广华 申请人:国家电网公司, 国网山西省电力公司忻州供电公司