三相高度同步可调变压器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种三相高度同步可调变压器，包括：三对单相变压线圈组，其包括绕设在铁芯上的一次线圈和二次线圈，所述二次线圈的外周套设有齿盘，其内圈与所述二次线圈外周啮合连接，所述齿盘上端设置有导电环，其与所述二次线圈的外周贴合；减速箱，其上设置有电机，所述电机的输出轴与所述减速箱的输入轴连接，所述电机与所述变压器的控制器连接；丝杆转轴，其上端设置有转子齿轮，所述丝杆转轴与所述齿盘外圈啮合连接；电磁离合器，其选择性地连接所述转子齿轮和所述减速箱的输出轴，所述电磁离合器与所述控制器连接，本发明解决了三相可调变压器无法变换成单相可调变压器来使用的技术问题。
【专利说明】
三相高度同步可调变压器
技术领域
[0001]本发明涉及一种高压可调变压器，更具体地说，本发明涉及一种三相高度同步可调变压器。
【背景技术】
[0002]在高压输配电技术领域中，可调变压器有着举足轻重的作用，具体的，变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件有初级线圈、次级线圈、铁芯或磁芯，主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压等，按用途可分为:配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合时变压器、整流变压器等等。现有的变压器虽然种类较多，但大都设计为特定变压的结构，对于一些特殊的领域，往往需要对变压器进行调节变压，一般的变压器则无法方便的实现，通过电机来控制转动丝杆转轴，来改变定、转子相对电度角，以此来连续改变电压的输出大小，实现输入输出电压的变比调节。
[0003]但这种调压结构通常适用于三相感应变压器，而对于单相感应变压器不适用；另一方面，三相感应变压器只能应用于三相电路中，无法适用于单相线路中，限制了变压器的适用范围，而三个单相变压器虽然可以变换成三相变压器，但变换后的三相变压器无法进行同步调压，也限制了这种变换三相变压器的应用。
【发明内容】
[0004]本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0005]本发明还有一个目的是针对以上可调变压器的设计缺陷，提供一种三相高度同步可调变压器，变压器的三相可以单独可调使用，也可以连接变换成三相同步可调的变压器，灵活服务在各电网中，本发明解决了三相可调变压器无法变换成单相可调变压器来使用的技术问题。
[0006]为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种三相高度同步可调变压器，包括:
[0007]三对单相变压线圈组，其容置在变压器器身中，所述单相变压线圈组包括绕设在铁芯上的一次线圈和二次线圈，所述二次线圈的外周套设有齿盘，其内圈与所述二次线圈外周啮合连接，所述齿盘上端设置有导电环，其与所述二次线圈的外周贴合；
[0008]减速箱，其设置在所述器身的上端，所述减速箱上设置有电机，所述电机的输出轴与所述减速箱的输入轴连接，所述电机与所述变压器的控制器连接；
[0009]丝杆转轴，其纵向设置在所述器身中并从所述器身上端引出，所述丝杆转轴的上端设置有转子齿轮，所述丝杆转轴与所述齿盘外圈啮合连接；
[0010]电磁离合器，其选择性地连接所述转子齿轮和所述减速箱的输出轴，所述电磁离合器与所述控制器连接。
[0011]优选的，所述电磁离合器垂直安装在所述器身的上端，所述电磁离合器包括底座和伸缩设置在所述底座中的活动端，所述活动端选择性地联动所述转子齿轮和所述减速箱输出轴。
[0012]优选的，所述底座中心设置有垂直腔，所述垂直腔外周的所述底座中设置有环形腔，所述环形腔中设置有弹簧，所述垂直腔的内侧壁上对称开设有若干个连通所述垂直腔和环形腔的垂直槽，所述底座的底部设置有与电源连接的绕组线圈，所述绕组线圈的电源开关与所述控制器连接。
[0013I优选的，所述活动端包括:
[0014]伸缩轴，其由磁性材料构成，所述伸缩轴活动设置在所述垂直腔中，所述伸缩轴的底部对称设置有若干个挡块，所述挡块活动设置在所述垂直槽中，且所述挡块按压在所述弹簧的上端，所述伸缩轴中心开设有轴孔，所述轴孔侧壁上设置有一环形凹槽；
[0015]离合齿轮，其中央下端设置有齿轮轴，所述齿轮轴转动设置在所述轴孔中，且所述齿轮轴下部设置有平滑轮，所述平滑轮转动设置在所述环形凹槽中，所述离合齿轮选择性地同时与所述转子齿轮和所述减速箱输出轴啮合连接。
[0016]优选的，还包括电压采集器，其设置在各个所述二次线圈的输出端，所述电压采集器与所述控制器连接。
[0017]优选的，所述器身内侧壁上设置有螺纹，每个所述齿盘的外圈与所述器身内侧壁啮合连接。
[0018]优选的，每对所述单相变压线圈组间隔设置在所述器身中，每对所述单相变压线圈组对应设置有一个所述丝杆转轴以及用于联动所述丝杆转轴和所述减速箱输出轴的所述电磁离合器。
[0019]优选的，每个所述一次线圈上向外引出电压输入端，每个所述二次线圈的一头以及所述导电环上向外引出电压输出端，所述二次线圈的一头与所述导电环通过部分所述二次线圈绕组串联连接。
[0020]优选的，所述器身中填充有变压器油。
[0021 ]优选的，所述丝杆转轴上端和下端通过轴承与所述器身连接。
[0022]本发明至少包括以下有益效果:
[0023]1、本发明将三个单相可调变压变换成三相可调变压器，变换后的三相变压器实现了同步调压，适用于三相电路中，同时，三个单相变压器也可以单独使用，实现了单相调压，本发明的变压器可以根据电路需求适用于单相或三相电路中，扩大了变压器的使用范围；
[0024]2、本发明的变压器可以适用于三个独立的单相电路中，进一步扩大了变压器的服务网络，同时，将三个独立的变压器容置在一个器身中，减少了采用三个独立变压器的制造成本；
[0025]3、通过电磁离合器的设置，实现了丝杆转轴转动角度的精确控制，也就是实现了变压器变比的精确可调，提高了可调变压器输出电压的精度。
[0026]本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0027]图1为本发明的三相高度同步可调变压器的俯视图；
[0028]图2为电磁离合器与丝杆转轴和电机处于联动状态下的变压器结构示意图；
[0029]图3电磁离合器与丝杆转轴和电机处于分离状态下的变压器结构示意图；
[0030]图4为所述电磁离合器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0032]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0033]如图1-4所示，本发明提供一种三相高度同步可调变压器，包括:
[0034]三相变压器结构如图1所示，三对相同的单相变压线圈组，其容置在变压器器身100中，所述单相变压线圈组包括绕设在铁芯130上的一次线圈150和二次线圈140，本实施例中采用二芯式铁芯，通过铁轭180形成闭合磁路，一次线圈150和二次线圈140分别绕设在一个单独的铁芯上，将所述二次线圈140的外周的线圈绕着成连续的纹路结构，所述二次线圈140的外周套设有齿盘160，齿盘160内圈设置有内螺纹，齿盘160内圈与所述二次线圈140外周啮合连接，齿盘160由绝缘材料制成，所述齿盘160上端设置有导电环170，其与所述二次线圈140的外周贴合，也就是导电环170与二次线圈140导电连接，所述导电环170随着所述齿盘160的转动，在二次线圈140外圈表面轴向上下移动，为了便于描述，如图2-3所示了单相变压器结构，每个所述一次线圈150上向外引出电压输入端151和152，每个所述二次线圈140的一头向外引出电压输出端141，在所述导电环170上向外引出电压输出端142，电压输出端141和电压输出端142通过部分所述二次线圈绕组串联连接，随着所述导电环170在二次线圈上的升降，电压输出端141和电压输出端142之间的连通绕组改变，从而改变了电压输出端141和电压输出端142之间的输出电压，当单独控制所述导电环170在二次线圈上的位置时，本发明的变压器即为三个独立的可调单相变压器，可以服务在三个独立的电路网络中，将三个独立的变压器容置在一个器身中，减少了采用三个独立变压器的制造成本；同时，当需要变换成三相可调变压器时，将三个导电环170调整个相同的高度位置，然后将三组电压输入端151和152以星接或角接的方式连接，将三组电压输出端141和电压输出端142也以星接或角接的方式连接，即可变换成三相可调变压器，同步调节导电环170的高度位置，即可实现三相同步电压调节；
[0035]减速箱300，其设置在所述器身100的上端，所述减速箱300上设置有用于驱动丝杆转轴旋转的电机200，所述电机200的输出轴与所述减速箱300的输入轴连接，所述电机200与所述变压器的控制器连接；
[0036]丝杆转轴110，其纵向设置在所述器身100中并从所述器身100上端引出，所述丝杆转轴110的上端设置有转子齿轮111，所述丝杆转轴110与所述齿盘160外圈啮合连接，通过转动转子齿轮111来转动丝杆转轴110，由于所述齿盘160的外圈与所述丝杆转轴110啮合连接，所述齿盘160的内圈与二次线圈140的外圈啮合连接，当转动丝杆转轴110时，齿盘160SP可在二次线圈140上轴向上下移动，导电环170也随着齿盘160在二次线圈上下移动，从而改变电压输出端141和电压输出端142之间的接入绕组，以此来调整电压输出端141和电压输出端142之间的输出电压值；
[0037]电磁离合器400，其垂直安装在所述器身100的上端，所述转子齿轮111与减速箱的输出轴310水平间隔设置，所述电磁离合器400设置在所述转子齿轮111与减速箱输出轴310之间的器身100上，且所述电磁离合器400选择性地连接所述转子齿轮111和所述减速箱输出轴310，以此使得电机与丝杆转轴联动，所述电磁离合器400与所述控制器连接；
[0038]本发明的变压器还包括电压采集器，图中未示出，其设置在各个所述二次线圈140的输出端，用于采集变压器各相的输出电压，所述电压采集器与所述控制器连接，将实时采集的变压器输出电压反馈到控制器中。
[0039]具体的，每对所述单相变压线圈组间隔设置在所述器身100中，每对所述单相变压线圈组对应设置有一个所述丝杆转轴以及用于联动所述丝杆转轴和所述减速箱输出轴的所述电磁离合器，本发明的变压器作为三个单相可调变压器时，在控制器中设置每相变压器的预设电压，控制器分别对三个电磁离合器进行控制，随后控制器控制对应每个电磁离合器同时与所述转子齿轮111和减速箱输出轴310联动，控制器控制电机转动，即可驱动对应丝杆转轴110转动改变对应导电环在二线线圈上的位置，也就是改变对应一相上的输出电压，同时，电压采集器实时采集各相变压器的输出电压，并反馈到控制器中，当其中一相变压器的输出电压达到预设电压时，控制器控制对应电磁离合器400与对应所述转子齿轮111以及减速箱输出轴310脱离，此时，丝杆转轴110与电机200脱离，并迅速停止转动，避免了丝杆转轴110在电机惯性运动下继续转动而导致输出电压偏离预设电压，实现了变压器精确的变比调节，当三相电压都调整完毕后，控制电机停止转动，当需要再次调节单相变压器变比时，按上述过程继续控制电磁离合器和电机的运动过程。由此可见，本发明在变压器上设置有电磁离合器，通过电磁离合器来选择性地联动电机和每一相上的丝杆转轴110，在控制器中设置单相变压器的预设电压，然后控制器控制对应电磁离合器联动电机和丝杆转轴110，电机驱动丝杆转轴110旋转来调整单相变压器的变比，同时电压采集器采集变压器的输出电压，当变压器的输出电压达到预设电压时，控制器控制电磁离合器与电机和丝杆转轴110脱离，丝杆转轴110迅速停止转动，避免丝杆转轴超行程转动，实现了变压器精确的变比调节和三相变压器的独立控制，有效解决了可调变压器的变比无法精确可控的技术问题，并进一步扩大了变压器的服务网络，可以适用于三个独立的单相电路中，同时，将三个独立的变压器容置在一个器身中，减少了采用三个独立变压器的制造成本。
[0040]当变压器需要应用在三相网络中时，将三个导电环170调整个相同的高度位置，然后将三组电压输入端151和152以星接或角接的方式连接，将三组电压输出端141和电压输出端142也以星接或角接的方式连接，即可变换成三相可调变压器，同步调节导电环170的高度位置，也就是通过控制器同步联动控制三个电磁离合器，对三个丝杆转轴110同步控制，同步控制三个导电环170在二次线圈上的位置，即可实现三相同步电压调节；需要说明的是，如图1所示，第三组导电环170、二线线圈140以及丝杆转轴110的螺纹方向与其他两相变压器上的第三组导电环170、二线线圈140以及丝杆转轴110的螺纹方向相反设置，以实现电机转动时，三个导电环170同步调节。本发明将三个单相可调变压变换成三相可调变压器，变换后的三相变压器实现了同步调压，适用于三相电路中，同时，三个单相变压器也可以单独使用，实现了单相调压，本发明的变压器可以根据电路需求适用于单相或三相电路中，扩大了变压器的使用范围。
[0041]所述电磁离合器400包括底座和伸缩设置在所述底座中的活动端，控制活动端在底座中活动，即可实现所述活动端选择性地联动所述转子齿轮111和所述减速箱输出轴310。
[0042]另一种实施例中，如图4所示，所述底座中心设置有垂直腔470，所述垂直腔470外周的所述底座中设置有环形腔440，所述环形腔440中设置有弹簧450，所述垂直腔470的内侧壁上对称开设有若干个连通所述垂直腔和环形腔的垂直槽，所述底座的底部设置有与电源连接的绕组线圈460，所述绕组线圈460的电源开关与所述控制器连接。
[0043I 所述活动端包括:
[0044]伸缩轴420，其由磁性材料构成，所述伸缩轴420活动设置在所述垂直腔470中，所述伸缩轴420的底部对称设置有若干个挡块421，所述挡块421活动设置在所述垂直槽中，且所述挡块421按压在所述弹簧450的上端，所述伸缩轴420中心开设有轴孔，所述轴孔侧壁上设置有一环形凹槽；
[0045]离合齿轮410，其中央下端设置有齿轮轴430，所述齿轮轴430转动设置在所述轴孔中，且所述齿轮轴430下部设置有平滑轮431，所述平滑轮431转动设置在所述环形凹槽中，使得齿轮轴430限制在轴孔中转动，避免齿轮轴430在轴孔中上下相对移动，控制所述伸缩轴420在所述垂直腔470中伸缩运动，即可实现所述离合齿轮410选择性地同时与所述转子齿轮和所述减速箱输出轴啮合连接。
[0046]具体的，通常所述绕组线圈460处于得电状态，将由磁性材料构成的伸缩轴420向下吸住，压缩弹簧，离合齿轮410与所述转子齿轮111以及减速箱输出轴310脱离，在变压器调压前，在控制器中设置变压器的预设电压，随后控制器控制绕组线圈460失电，在弹簧弹力的作用下，伸缩轴420在垂直腔470向上运动，推动离合齿轮410向上运动，直至离合齿轮410同时与所述转子齿轮111和减速箱输出轴310联动，此时控制器控制电机转动，驱动导电环170在二次线圈上轴向移动改变输出电压值，同时，电压采集器实时采集变压器的输出电压，并反馈到控制器中，当变压器的输出电压达到预设电压时，控制器控制绕组线圈460得电，绕组线圈460将伸缩轴420向下吸住，压缩弹簧，伸缩轴420在垂直腔470向下运动，拉动离合齿轮410向下运动，直至离合齿轮410同时与所述转子齿轮111和减速箱输出轴310脱离，此时，丝杆转轴110与电机200脱离，并迅速停止转动，避免了丝杆转轴在电机惯性运动下继续转动而导致输出电压偏离预设电压，实现了变压器精确的变比调节。
[0047]另一种实施例中，所述器身100内侧壁上设置有螺纹，每个所述齿盘160的外圈与所述器身内侧壁啮合连接，以用于稳定齿盘160，使其保持水平状态，并减小齿盘160的升降阻力。
[0048]另一种实施例中，所述器身中填充有变压器油，用于润滑和散热。并且，所述丝杆转轴上端和下端通过轴承120与所述器身连接，有效降低了丝杆转轴的转动摩擦阻力，同时减少了轴承与丝杆转轴的磨损，进一步提高了丝杆转轴转动精确度，从而提高变压器的调压精确度。
[0049]由上所述，本发明将三个单相可调变压变换成三相可调变压器，变换后的三相变压器实现了同步调压，适用于三相电路中，同时，三个单相变压器也可以单独使用，实现了单相调压，本发明的变压器可以根据电路需求适用于单相或三相电路中，扩大了变压器的使用范围；同时，本发明的变压器可以适用于三个独立的单相电路中，进一步扩大了变压器的服务网络，同时，将三个独立的变压器容置在一个器身中，减少了采用三个独立变压器的制造成本;进一步的，通过电磁离合器的设置，实现了丝杆转轴转动角度的精确控制，也就是实现了变压器变比的精确可调，提高了可调变压器输出电压的精度。
[0050]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1.一种三相高度同步可调变压器，其特征在于，包括: 三对单相变压线圈组，其容置在变压器器身中，所述单相变压线圈组包括绕设在铁芯上的一次线圈和二次线圈，所述二次线圈的外周套设有齿盘，其内圈与所述二次线圈外周啮合连接，所述齿盘上端设置有导电环，其与所述二次线圈的外周贴合； 减速箱，其设置在所述器身的上端，所述减速箱上设置有电机，所述电机的输出轴与所述减速箱的输入轴连接，所述电机与所述变压器的控制器连接； 丝杆转轴，其纵向设置在所述器身中并从所述器身上端引出，所述丝杆转轴的上端设置有转子齿轮，所述丝杆转轴与所述齿盘外圈啮合连接； 电磁离合器，其选择性地连接所述转子齿轮和所述减速箱的输出轴，所述电磁离合器与所述控制器连接。2.如权利要求1所述的三相高度同步可调变压器，其特征在于，所述电磁离合器垂直安装在所述器身的上端，所述电磁离合器包括底座和伸缩设置在所述底座中的活动端，所述活动端选择性地联动所述转子齿轮和所述减速箱输出轴。3.如权利要求2所述的三相高度同步可调变压器，其特征在于，所述底座中心设置有垂直腔，所述垂直腔外周的所述底座中设置有环形腔，所述环形腔中设置有弹簧，所述垂直腔的内侧壁上对称开设有若干个连通所述垂直腔和环形腔的垂直槽，所述底座的底部设置有与电源连接的绕组线圈，所述绕组线圈的电源开关与所述控制器连接。4.如权利要求3所述的三相高度同步可调变压器，其特征在于，所述活动端包括: 伸缩轴，其由磁性材料构成，所述伸缩轴活动设置在所述垂直腔中，所述伸缩轴的底部对称设置有若干个挡块，所述挡块活动设置在所述垂直槽中，且所述挡块按压在所述弹簧的上端，所述伸缩轴中心开设有轴孔，所述轴孔侧壁上设置有一环形凹槽； 离合齿轮，其中央下端设置有齿轮轴，所述齿轮轴转动设置在所述轴孔中，且所述齿轮轴下部设置有平滑轮，所述平滑轮转动设置在所述环形凹槽中，所述离合齿轮选择性地同时与所述转子齿轮和所述减速箱输出轴啮合连接。5.如权利要求4所述的三相高度同步可调变压器，其特征在于，还包括电压采集器，其设置在各个所述二次线圈的输出端，所述电压采集器与所述控制器连接。6.如权利要求5所述的三相高度同步可调变压器，其特征在于，所述器身内侧壁上设置有螺纹，每个所述齿盘的外圈与所述器身内侧壁啮合连接。7.如权利要求6所述的三相高度同步可调变压器，其特征在于，每对所述单相变压线圈组间隔设置在所述器身中，每对所述单相变压线圈组对应设置有一个所述丝杆转轴以及用于联动所述丝杆转轴和所述减速箱输出轴的所述电磁离合器。8.如权利要求7所述的三相高度同步可调变压器，其特征在于，每个所述一次线圈上向外引出电压输入端，每个所述二次线圈的一头以及所述导电环上向外引出电压输出端，所述二次线圈的一头与所述导电环通过部分所述二次线圈绕组串联连接。9.如权利要求8所述的三相高度同步可调变压器，其特征在于，所述器身中填充有变压器油。10.如权利要求1所述的三相高度同步可调变压器，其特征在于，所述丝杆转轴上端和下端通过轴承与所述器身连接。
【文档编号】H02K7/116GK105895342SQ201610319095
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】孟亚宏, 李海峰, 王凯, 张宇, 张怡
【申请人】国网江苏省电力公司盐城供电公司, 国网江苏省电力公司滨海县供电公司, 滨海强源电气实业有限公司, 国网江苏省电力公司, 国家电网公司