[實(shí)用新型]應(yīng)用于無(wú)網(wǎng)側(cè)電抗器高壓變頻器中的變壓器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720190877.7
• 申請(qǐng)日: 2007-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN201142266Y
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬永健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京利德華福電氣技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01F27/28
• 分類號(hào): H01F27/28
• 代理公司: 北京北新智誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 趙郁軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種變壓器，具體地說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于無(wú)網(wǎng)側(cè)電抗器、具有能量回饋功能的功率單元串聯(lián)多電平型高壓變頻器中的變壓器。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，高壓變頻器作為節(jié)能降耗的主要手段，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，如冶金、石化、供水、電力等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，并發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

在諸多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高壓變頻器中，圖1所示的功率單元串聯(lián)多電平型高壓變頻器，由于其電壓輸出能力強(qiáng)，對(duì)電網(wǎng)的諧波污染小，對(duì)電機(jī)輸出電壓的dv/dt小，成為高壓變頻器的最主流和最優(yōu)的形式之一。

在功率單元串聯(lián)多電平型高壓變頻器的實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于需要電氣制動(dòng)的負(fù)載，如大慣量風(fēng)機(jī)、礦井提升機(jī)、軋鋼機(jī)等，在被控電機(jī)制動(dòng)時(shí)需要將其制動(dòng)能量從負(fù)載側(cè)反饋至電網(wǎng)側(cè)。為了使功率單元串聯(lián)多電平型高壓變頻器具有能量回饋功能，每個(gè)功率單元的控制芯片必須要能夠精確地檢測(cè)其網(wǎng)側(cè)電壓的相位，控制其網(wǎng)側(cè)電流。

為了使每個(gè)功率單元控制芯片能夠精確地檢測(cè)其網(wǎng)側(cè)電壓的相位，也為了使每個(gè)功率單元的網(wǎng)側(cè)電感值相同且已知，降低控制程序的難度，如圖1所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，通常在每個(gè)功率單元1的網(wǎng)側(cè)與三相多副邊繞組變壓器2的副邊繞組之間增設(shè)一個(gè)三相低壓網(wǎng)側(cè)電抗器3。

在高壓變頻器內(nèi)安裝如此多的低壓網(wǎng)側(cè)電抗器將顯著地增加變頻器的體積、重量和成本。

為了減小上述高壓變頻器的體積和重量，降低其制造成本，本發(fā)明人經(jīng)過潛心研究開發(fā)了一種無(wú)網(wǎng)側(cè)電抗器的、具有能量回饋功能的功率單元串聯(lián)多電平型高壓變頻器，如圖2所示。在研制的過程中，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：當(dāng)取消了每個(gè)功率單元1網(wǎng)側(cè)與變壓器2副邊繞組之間的網(wǎng)側(cè)電抗器后，由于傳統(tǒng)變壓器各副邊繞組與原邊繞組間的漏感差別過大，有的差別超過兩倍，使得各功率單元控制芯片無(wú)法用統(tǒng)一的電感值進(jìn)行控制算法計(jì)算，大大增加了控制難度。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述原因，本實(shí)用新型的目的是提供一種應(yīng)用于無(wú)網(wǎng)側(cè)電抗器、具有能量回饋功能的功率單元串聯(lián)多電平型高壓變頻器中變壓器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下的設(shè)計(jì)方案：一種應(yīng)用于無(wú)網(wǎng)側(cè)電抗器高壓變頻器中的變壓器，該變壓器為三相多副邊繞組變壓器，其特征在于：該變壓器的副邊繞組集中地繞在鐵芯和原邊繞組的中部，端部留空。

所述變壓器原邊每相繞組被分為多段繞制，各段繞組并聯(lián)。

本實(shí)用新型可以顯著地降低各副邊繞組與原邊繞組之間的漏感差別，使變壓器各副邊繞組與原邊繞組間漏感的差別降低為傳統(tǒng)變壓器的一半以下，有效地保證了各功率單元控制芯片控制算法中參數(shù)的一致性和功率單元的可交換性。

附圖說(shuō)明

圖1為帶有網(wǎng)側(cè)電抗器的具有能量回饋功能的功率單元串聯(lián)多電平型高壓變頻器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；

圖2為無(wú)網(wǎng)側(cè)電抗器的具有能量回饋功能的功率單元串聯(lián)多電平型高壓變頻器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；

圖3為本實(shí)用新型三相多副邊繞組變壓器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型三相多副邊繞組變壓器副邊繞組截面示意圖；

圖5為本實(shí)用新型三相多副邊繞組變壓器原邊繞組截面示意圖.

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，并非對(duì)本實(shí)用新型的限定。

如圖3所示，本實(shí)用新型公開的應(yīng)用于無(wú)網(wǎng)側(cè)電抗器、具有能量回饋功能的功率單元串聯(lián)多電平型高壓變頻器中變壓器為三相多副邊繞組變壓器。

為了降低變壓器各副邊繞組與原邊繞組間的漏感差別，如圖4所示，本實(shí)用新型將變壓器的副邊繞組相對(duì)集中地繞在鐵芯和原邊繞組的中部，端部留空。如圖所示，將變壓器副邊繞組集中繞制在鐵芯的中部，而在鐵芯的兩端部不纏繞副邊繞組，在鐵芯的一端可以放置用于驅(qū)動(dòng)變頻器的散熱風(fēng)機(jī)運(yùn)行的輔助繞組。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以顯著地降低端部效應(yīng)對(duì)各個(gè)副邊繞組與原邊繞組間漏感差別的影響，使其接近靠近鐵芯中部的副邊繞組漏感。

如圖5所示，還可以將變壓器的原邊每相繞組分為多段繞制，各段繞組并聯(lián)。圖中忽略了變壓器的副邊繞組和輔助繞組，如圖所示，在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，將變壓器原邊每相繞組分為三段進(jìn)行繞制，A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3，三段繞組在電氣上并聯(lián)連接。這種結(jié)構(gòu)可以顯著地降低各個(gè)副邊繞組與原邊繞組之間的漏感的差別。在實(shí)際應(yīng)用中，也可以根據(jù)變頻器功率大小，綜合考慮繞制難度和成本，將原邊繞組繞成兩段或者多段。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，上述對(duì)變壓器結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使變壓器各副邊繞組與原邊繞組間漏感的差別將降低為原先的一半以下，有效地保證了控制算法中參數(shù)的一致性和功率單元的可交換性。