[發明專利]帶有自由鏈接磁通的三相旋轉變壓器

有效

• 申請號: 201380024528.6
• 申請日: 2013-05-03
• 公開（公告）號: CN104487337B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 塞德里克·杜維爾
• 申請（專利權）人: 雷比諾電力系統
• 主分類號: B63B21/50
• 分類號: B63B21/50;H01F30/12;H01F38/18;H01F3/02
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司11234
• 代理人: 宋義興,宋迎

技術領域

本發明涉及變壓器的一般領域。特別是，本發明涉及一種旋轉三相變壓器。

背景技術

旋轉三相變壓器用來在兩個相對旋轉的軸線之間無接觸地傳輸能量和/或信號。

圖1和圖2分別示出了現有技術的旋轉三相變壓器1。

變壓器1具有對應于相位U、V和W的三個旋轉的單相變壓器2。每個旋轉單相變壓器2具有部分(portion)3和部分4，兩個部分圍繞軸線A相對旋轉。舉例說明，部分3是定子，而部分4是轉子，反之亦然。在另一個變化的示例中，部分3和部分4均可相對于靜止參考系(圖中未示)旋轉移動。環形線圈5置于由部分3的鐵磁材料制成的本體所形成的槽6內。環形線圈7置于由部分4的鐵磁材料制成的本體所形成的槽8內。對于每個旋轉的單相變壓器2，線圈5和線圈7構成了初級和次級線圈(反之亦然)。

圖1示出的形式稱之為“U形”，其中，部分3圍繞軸線A環繞部分4；而圖2示出的形式稱之為“E形”或“壺形(pot-shaped)”，其中，部分3和部分4沿軸線方向彼此并排布置。

圖1或圖2的三相變壓器的重量和體積都比較大，因此無法充分利用三個相位的磁通量，不同于采用強制磁通的靜態三相變壓器，其中，可以將磁通耦合在一起。此外，在圖2給出的示例中，必須使用電氣導體，導體截面根據旋轉軸線和相位之間距離而不同，以便保持平衡電阻。

文獻US 2011/0050377介紹了一種四繞組旋轉三相變壓器。該變壓器的重量和體積都相當大。該文件還介紹了一種五繞組旋轉三相變壓器。該變壓器的重量和體積也相當大。此外，利用徑向纏繞穿過磁路的中央繞組中的槽，其中，這種線圈比圖1和圖2所示變壓器中使用的環形線圈更難以實施。

為此，需要改進三相變壓器的拓撲結構。

發明內容

本發明提出了一種旋轉三相變壓器，包括第一部分和第二部分，二者圍繞軸線A彼此相對旋轉，第一部分包括鐵磁材料的第一本體和線圈，第二部分包括鐵磁材料的第二本體和線圈；

·第一本體限定了軸線A的第一環形槽，軸線A的第二環形槽，軸線A的第三環形槽，和軸線A的第四環形槽；

·第一部分的線圈包括第一槽中軸線A的第一環形線圈，第二槽中軸線A的第二環形線圈，第二槽中軸線A的第三環形線圈，第三槽中軸線A的第四環形線圈，第三槽中軸線A的第五環形線圈，和第四槽中軸線A的第六環形線圈；

·第一線圈和第二線圈串聯并具有各自的纏繞方向，對于在第一線圈和第二線圈中流過的電流，對應于兩個彼此方向反向的磁勢；

·第三線圈和第四線圈串聯并具有各自的纏繞方向，對于在第三線圈和第四線圈流過的電流，對應于兩個彼此方向反向的磁勢；以及

·第五線圈和第六線圈串聯并具有各自的纏繞方向，對于在第三線圈和第六線圈流過的電流，對應于兩個彼此方向反向的磁勢；

舉例說明，第一部分可用作初級。在這種情況下，如果三相電流在初級線圈中以合適的方向流過，假定在上述纏繞方向情況下，初級線圈的磁勢會引起磁通耦合。這種聯接可使變壓器的體積和重量得以減小。此外，變壓器的初級僅利用軸線A的簡單環形線圈，從而使得其結構特別簡單。換句話說，本發明提供了一種旋轉三相變壓器，借助于耦合磁通，該變壓器的重量和體積得以減小。特別是相對于使用三個單項旋轉變壓器來說，其使用了特別簡單的纏繞形式。

在一個實施方式中，第一線圈，第二線圈、第三線圈、第四線圈、第五線圈，以及第六線圈都使用了相同的匝數。

然后，對第一部分的相位進行電阻平衡。

在一個實施例中，第二本體限定了軸線A的第五環形槽，軸線A的第六環形槽，軸線A的第七環形槽，和軸線A的第八環形槽；

·第二部分的線圈包括第五槽中軸線A的第七環形線圈，第六槽中軸線A的第八環形線圈，第六槽中軸線A的第九環形線圈，第七槽中軸線A的第十環形線圈，第七槽中軸線A的第十一環形線圈，以及第八槽中軸線A的第十二環形線圈；

·第七線圈和第八線圈串聯并具有各自的纏繞方向，對于在第七線圈和第八線圈中流過的電流，對應于兩個彼此方向反向的磁勢；

·第九線圈和第十線圈串聯并具有各自的纏繞方向，對于在第九線圈和第十線圈中流過的電流，對應于兩個彼此方向反向的磁勢；以及

·第十一線圈和第十二線圈串聯并具有各自的纏繞方向，對于在第十一線圈和第十二線圈中流過的電流，對應于兩個彼此方向反向的磁勢。

在該實施例中，按照與初級相同的原則制作次級。為此，次級也有助于限制變壓器的重量和體積，并可使變壓器在制作的同時，僅使用軸線A的環形線圈。