[發(fā)明專利]變壓器、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)械以及整流裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711407139.8
• 申請(qǐng)日: 2017-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN108231364A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白水雅朋;塚田健一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 發(fā)那科株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01F27/24
• 分類號(hào): H01F27/24;H01F3/14;H01F27/28
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

提供一種變壓器、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)械以及整流裝置。變壓器包括外周部鐵芯以及與外周部鐵芯的內(nèi)表面接觸的至少三個(gè)鐵芯線圈。至少三個(gè)鐵芯線圈分別包括鐵芯以及卷繞于該鐵芯的初級(jí)線圈和次級(jí)線圈中的至少一方。在至少三個(gè)鐵芯中的彼此相鄰的兩個(gè)鐵芯之間或者至少三個(gè)鐵芯與位于外周部鐵芯的中心的中心部鐵芯之間形成有能夠磁耦合的間隙。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具備間隙的變壓器、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)械以及整流裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中的變壓器包括具備多個(gè)腿部的U字形狀或E字形狀的鐵芯以及卷繞于這樣的鐵芯的線圈。線圈暴露于變壓器的外部，因此由于從線圈泄漏的磁通而在線圈附近的金屬部分產(chǎn)生渦流。由此，存在線圈附近的金屬部分發(fā)熱的問題。特別是，在油浸式變壓器中，將變壓器收納于金屬制的保存容器，因此需要抑制金屬制的保存容器由于從線圈泄漏的磁通而發(fā)熱。

為了解決這種問題，在日本特公平5-52650號(hào)公報(bào)中，在線圈的周圍配置屏蔽板，在日本專利第5701120號(hào)公報(bào)中，在保存容器的內(nèi)側(cè)粘貼屏蔽板。由此，能夠抑制線圈附近的金屬部分、保存容器發(fā)熱。

另外，在包括E字形狀的鐵芯的現(xiàn)有技術(shù)的三相變壓器中，中央的相的磁路長(zhǎng)度與兩端的相的磁路長(zhǎng)度不同。因此，存在以下問題：需要使中央的相的繞線數(shù)與兩端的相的繞線數(shù)不同來調(diào)整三相的平衡。

在此，在日本專利第4646327號(hào)公報(bào)和日本特開2013-42028號(hào)公報(bào)中公開了一種三相電磁設(shè)備，該三相電磁設(shè)備具備：主繞線，其卷繞于輻射狀地配置的多個(gè)磁芯；以及控制繞線，其卷繞于將多個(gè)磁芯之間進(jìn)行耦合而成的磁芯。在這種情況下，能夠調(diào)整三相的平衡。

發(fā)明內(nèi)容

然而，在日本專利第4646327號(hào)公報(bào)和日本特開2013-42028號(hào)公報(bào)中，存在以下問題：控制繞線位于電磁設(shè)備的最外方，因此控制繞線的磁通泄漏到外部。并且，除了具備主繞線以外還需要具備控制繞線，因此還存在電磁設(shè)備大型化的問題。

并且，在變換器用變壓器中，卷繞有直流側(cè)繞線和交流側(cè)繞線的任意數(shù)量的腿部由帶間隙的鐵芯構(gòu)成。在直流側(cè)繞線上連接有各自獨(dú)立的晶閘管，交流側(cè)繞線以彼此串聯(lián)連接的方式連接于電源。這種帶間隙的鐵芯用于所謂的串聯(lián)多重電壓型的變換裝置，就其動(dòng)作的高速響應(yīng)性、電源側(cè)的功率因數(shù)以及高頻而言，能夠得到良好的特性。

關(guān)于通常的變壓器的鐵芯，縮小硅鋼板的沖壓板接合部小來減小磁阻，從而減小鐵損、勵(lì)磁電流以及振動(dòng)噪音。與此相對(duì)，關(guān)于變換器用變壓器的鐵芯，由于以下兩個(gè)原因，需要形成間隙來在某種程度上增大磁阻。

(1)由于晶閘管的導(dǎo)通定時(shí)的些許偏離或控制上的些許偏離、以及包括變壓器的電路的阻抗特性的差異等，而產(chǎn)生直流成分的電流。當(dāng)該直流電流流過直流側(cè)繞線時(shí)，在鐵芯中發(fā)生直流偏磁而鐵芯飽和。其結(jié)果，勵(lì)磁電流增大而使作為電力變換裝置的特性惡化，并且變換器用變壓器中的損耗增加，振動(dòng)噪音變大。完全防止直流偏磁的發(fā)生是困難的。因而，需要形成適當(dāng)?shù)拈g隙，以使得鐵芯即使流過額定電流的1％左右的直流電流也不飽和。

(2)需要使彼此串聯(lián)連接的交流側(cè)繞線的分擔(dān)電壓均勻，來良好地維持作為電力變換裝置的動(dòng)作。因此，需要使變換器用變壓器的各相之間的勵(lì)磁阻抗即磁阻相同。在不對(duì)鐵芯設(shè)置間隙的情況下，由于鐵芯的材質(zhì)不同所導(dǎo)致的磁氣特性的偏差、沖壓板接合部的縫隙不對(duì)齊等，而難以使磁阻相同。與此相對(duì)，在對(duì)鐵芯設(shè)置有間隙的情況下，通過以使間隙長(zhǎng)度相等的方式進(jìn)行制造管理，能夠?qū)?lì)磁阻抗的偏差抑制在百分之幾以內(nèi)。

并且，在以往的電力變換裝置中所需要的變壓器的容量最多為數(shù)十MVA左右。因而，即使變壓器的每一個(gè)腿部的間隙的數(shù)量為一個(gè)，間隙的厚度也僅為數(shù)mm左右，不會(huì)成為問題。