[發明專利]一種高阻抗變壓器及含有高阻抗變壓器的牽引逆變器

在審

• 申請號: 202010680927.X
• 申請日: 2020-07-15
• 公開（公告）號: CN113948289A
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 許曉雷;沈陳兵;向坤;陳立;魯力;李艷平;曾明成;於軍紅;張志鵬;賀林莉
• 申請（專利權）人: 株洲中車機電科技有限公司
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H01F27/30;H01F27/26;H01F27/245
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 徐好

本發明公開了一種高阻抗變壓器，包括主鐵心、副鐵心、一次繞組以及二次繞組，所述二次繞組設于所述主鐵心外層，所述一次繞組設于所述二次繞組外層，一次繞組和二次繞組之間形成初次級主環道，所述副鐵心布置于所述主鐵心片寬方向初次級主環道中。本發明進一步公開了一種牽引逆變器，包括上述的高阻抗變壓器。本發明具有可減少鐵心重量，減少主鐵心疊厚方向尺寸，減少一次繞組銅線用量的高阻抗變壓器，實現高阻抗變壓器小型化、輕量化設計要求等優點。

技術領域

本發明涉及軌道交通牽引系統，尤其涉及一種高阻抗變壓器及含有高阻抗變壓器的牽引逆變器。

背景技術

目前高阻抗變壓器具有以下技術特點：(1)空載電流為8％-13％，遠遠高于常規變壓器；(2)阻抗電壓大于等于10％，遠遠高于同電壓等級、同容量的普通變壓器4％的阻抗電壓值。結構上，高阻抗變壓器內置電抗器,磁集成電抗器和變壓器,達到提高變壓器入口電抗的目的。

高阻抗變壓器是逆變器核心部件，主要起到隔離、濾波作用，已廣泛應用于機車、動車、城軌等多種軌道交通牽引系統，可以適應高溫、高寒、潮濕等多種應用工況，但面對外部激烈的市場壓力以及狹小空間資源，軌道交通牽引系統小型化、輕量化是持續完善的方向。牽引系統體積越小、重量越輕，耗費動能成本就越低，客運承載能力就越強，車輛行駛速度就越快。如附圖1和圖2所示，現有高阻抗變壓器，采用主鐵心磁路、副鐵心磁路并聯結構排列，主鐵心外層繞制二次繞組，然后沿著疊厚方向放置副鐵心，副鐵心與主鐵心片寬尺寸相同，最后繞制一次繞組。變壓器根據電磁感應原理，當在繞組中通入電流，在主、副鐵心產生磁通，一般鐵銅總重占比超過75％，且鐵銅比越大，則重量越大、尺寸越大、損耗越小；鐵銅比越小，則重量越輕、尺寸越小、損耗越大；因此，鐵、銅重在變壓器產品中相互牽制，急需優化高阻抗變壓器主體結構，從而實現高阻抗變壓器小型化、輕量化設計要求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種有利于減少鐵心重量，減少主鐵心疊厚方向尺寸，減少一次繞組銅線用量的高阻抗變壓器。

本發明進一步提供一種包含上述高阻抗變壓器的牽引逆變器。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種高阻抗變壓器，包括主鐵心、副鐵心、一次繞組以及二次繞組，所述二次繞組設于所述主鐵心外層，所述一次繞組設于所述二次繞組外層，一次繞組和二次繞組之間形成初次級主環道，所述副鐵心布置于所述主鐵心片寬方向初次級主環道中。

作為上述技術方案的進一步改進：所述副鐵心的疊厚與所述主鐵心的疊厚相同。

作為上述技術方案的進一步改進：所述副鐵心的片寬小于所述主鐵心的片寬。

作為上述技術方案的進一步改進：所述副鐵心配設有絕緣撐條。

作為上述技術方案的進一步改進：所述絕緣撐條的絕緣等級為H級以上。

作為上述技術方案的進一步改進：所述副鐵心上包扎有絕緣層。

作為上述技術方案的進一步改進：所述絕緣層為絕緣紙。

作為上述技術方案的進一步改進：所述絕緣層的絕緣等級為H級以上。

作為上述技術方案的進一步改進：所述主鐵心的疊厚為片寬的1.5至1.8倍。

一種牽引逆變器，包括上述的高阻抗變壓器。

與現有技術相比，本發明的優點在于：本發明公開的高阻抗變壓器，將副鐵心布置于主鐵心片寬方向初次級主環道中，較現有結構高阻抗變壓器，減少了主鐵心疊厚方向尺寸，降低了副鐵心結構件重量以及鐵軛片材料用量，節省了一次繞組銅材用量，實現了高阻抗變壓器小型化、輕量化設計要求。

本發明公開的牽引逆變器，包括上述的高阻抗變壓器，因而同樣具有上述優點。

附圖說明