[發(fā)明專利]變壓器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980143768.1
• 申請(qǐng)日: 2009-09-19
• 公開（公告）號(hào): CN102197447A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K-H·齊爾曼;W·門尼希;B·韋伯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: ABB技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01F30/12
• 分類號(hào): H01F30/12;H01F5/04
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 湯春龍;朱海煜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種變壓器，具有至少一個(gè)鐵芯柱，在該鐵芯柱上并排布置了三個(gè)繞組，其引線分別相對(duì)彼此絕緣地向外引導(dǎo)。

背景技術(shù)

對(duì)于變流器、也就是說整流器或者說逆變器所需的變壓器分別具有多個(gè)由低電壓繞組和高電壓繞組組成的繞組，借助于這些繞組將各自的兩相交流電壓或三相交流電壓轉(zhuǎn)換到期望的電壓水平。

當(dāng)電流由整流器進(jìn)行整流并且由電容器變得平滑和/或由電壓調(diào)節(jié)器向下調(diào)節(jié)到更低的水平之后，這樣的經(jīng)過整流的電流通常具有剩余波紋度，也就是說變得平滑的或經(jīng)過調(diào)節(jié)的供給電壓的還殘存的交流電壓分量。

為了進(jìn)一步降低這種剩余波紋度，通常使用12相、18相和24相整流器。由此通常可以完全取消平滑電容器。另一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是幾乎正弦形的輸入電流和由此很小的、具有失真無功功率的電網(wǎng)/變壓器-負(fù)載。缺點(diǎn)是要復(fù)雜地纏繞的變壓器，其在次級(jí)側(cè)具有帶有分別相同的極電壓的三角形繞組和星形繞組。通過這種布置獲得了具有12個(gè)相的30°的相移。對(duì)于具有18個(gè)相的20°的或者具有24個(gè)相的15°的相移來說，必須相應(yīng)地增加兩個(gè)相鄰的相，由此，所需要的變壓器還更加昂貴，這是因?yàn)閷?duì)于每個(gè)相分別需要一個(gè)完整的繞組、亦即低電壓繞組和高電壓繞組，并且?guī)в蟹珠_的引線。

如果這樣的繞組并排布置在共同的柱(Schenkel)上，則因此在并排布置的繞組之間設(shè)有足夠大體積的空隙，其對(duì)于繞組導(dǎo)體的所需絕緣向外引導(dǎo)需要相應(yīng)的空間。由此受限制地獲得這種變壓器的相應(yīng)的空間上的延伸，并且和相應(yīng)的空間需求聯(lián)系在一起。

但通常沒有提供由此受限制的空間，這或者導(dǎo)致了過大的位置問題或者僅僅允許更簡(jiǎn)單的電路變體，其和不期望的剩余波紋度、亦即交流電壓的剩余部分的缺點(diǎn)相聯(lián)系。

發(fā)明內(nèi)容

從前述的現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，提出一種開頭所述類型的變壓器，其借助于技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)了更好的空間利用并且因此在最小可能的結(jié)構(gòu)體積的情況下允許盡可能多數(shù)量的繞組的布置。

該目的根據(jù)本發(fā)明通過權(quán)利要求1的區(qū)別特征來實(shí)現(xiàn)。

相應(yīng)地設(shè)計(jì)為，每個(gè)繞組由靠近鐵芯的低電壓繞組構(gòu)成，其分別由對(duì)應(yīng)的高電壓繞組纏繞；繞組彼此之間的軸向距離最小化；以及低電壓繞組的引線軸向地向外引導(dǎo)。在此，高電壓繞組的引線可以始終在徑向方向上向外引導(dǎo)。

根據(jù)本發(fā)明提出的空間問題的解決辦法也就通過如下方式實(shí)現(xiàn)：將三個(gè)分別并排布置在一個(gè)鐵芯柱上的繞組的彼此之間的軸向距離減少到最小值，該最小值通過繞組所需的絕緣距離以及由于電的反作用由此產(chǎn)生的相互的影響來確定。

這通過如下方式實(shí)現(xiàn)：低電壓繞組的引線并不如同一直以來那樣在徑向的方向上向外引導(dǎo)，這顯著增大了軸向的繞組距離，而是根據(jù)本發(fā)明軸向地、也就是說平行于繞組軸線，在低電壓繞組和高電壓繞組之間的區(qū)域中向外引導(dǎo)。

以有利的方式在此證明為特別有利的是，軸向的、也就是說平行于繞組軸線或鐵芯柱向外引導(dǎo)的引線分別配有收縮管作為絕緣和保護(hù)。相應(yīng)于電負(fù)載設(shè)計(jì)這種絕緣，例如在總功率為大約5MVA，帶有2kV額定電壓、20kV測(cè)試電壓和60kV沖擊電壓時(shí)，并且優(yōu)選地具有至少5mm的、優(yōu)選為6mm的絕緣厚度(＝壁厚度)，也就是說總共12mm，導(dǎo)體厚度增加到這個(gè)數(shù)量。

為了獲得有利于安裝的構(gòu)造，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式設(shè)計(jì)為，低電壓繞組的引線在一側(cè)平行于鐵芯柱向外引導(dǎo)，也就是說，低電壓繞組的全部的電連接端布置在這樣構(gòu)造的變壓器的一側(cè)上。

可替換地可以根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式也設(shè)計(jì)為，在外部布置的低電壓繞組的引線在一側(cè)向外引導(dǎo)并且兩個(gè)另外的低電壓繞組的引線軸向平行于鐵芯柱在相對(duì)側(cè)向外引導(dǎo)。這種設(shè)計(jì)方案特別當(dāng)提供有足夠的空間時(shí)被考慮。

出于在電的以及還有機(jī)械的性能方面的對(duì)稱性原因，優(yōu)選的是環(huán)形的繞組形狀。如果現(xiàn)在位于內(nèi)部的低電壓繞組的引線軸向地、也就是說平行于繞組軸線沿圓周向外引導(dǎo)，則在圓周上必然產(chǎn)生缺陷，其對(duì)于在外部纏繞在其上的高電壓繞組來說必然導(dǎo)致局部的和圓形的偏差，例如導(dǎo)致蛋形的繞組橫截面。

在此已經(jīng)證明為有利的是，低電壓繞組的引線彼此在圓周上偏移120°平行于鐵芯柱向外引導(dǎo)。由此至少大約實(shí)現(xiàn)了繞組圓周的均勻化。同時(shí)可以通過在圓周上對(duì)不同的低電壓繞組的引線的空間上的分配決定性地減少可能的相互電影響的危險(xiǎn)。

取代圓形，對(duì)于線圈橫截面的構(gòu)造根據(jù)本發(fā)明當(dāng)然也可以應(yīng)用矩形形狀或橢圓形形狀。然而在此以有利的方式始終注意盡可能均勻的繞組幾何結(jié)構(gòu)。