牵引变压器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电器设备领域，具体一种用于电气化铁路牵引的四柱铁心三相变 两相变压器。
【背景技术】
[0002] 目前，大部分电气化铁路上使用了 AT供电的V/V联结牵引变压器。传统的V/V联结 变压器的结构设计主要采用以下三种方案：1.将两台单相变压器各放在单独的油箱，并在 外部进行V/V联结组成的变压器;2.将两台单相变压器的铁心及绕组进行V/V联结，并放在 一个公共油箱中组成的变压器;3.在一个三柱铁心的两个旁柱上分别绕制一个单相变压器 的线圈，再进行V/V联结，并放在一个公共油箱中组成的变压器。
[0003] 方案1耗费的材料多，占地面积大，制造成本高;方案2相对于方案1耗费的材料略 少，占地面积略小，制造成本略低;方案3在前两个方案的基础上降低了较多的材料和成本， 但是仍有进一步降低成本的空间。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的在于设计一种能够显著降低制造成本的V/V联结牵引变压器。 具体技术方案如下：
[0005] -种牵引变压器，包括铁心和绕组，所述铁心包括并排设置的四个铁心柱，两个主 柱位于中央，两个旁柱分别位于两个主柱的两侧，相邻的所述四个铁心柱之间通过上辄和 下辄构成闭合的磁路，A相原边绕组和副边绕组绕制在所述四个铁心柱之一上，B相原边绕 组和副边绕组绕制在所述四个铁心柱中的另外三个之一上。
[0006] 在一种实施方式中，所述A相原边绕组和副边绕组绕制在所述两个主柱的一个上。
[0007] 在一种实施方式中，所述B相原边绕组和副边绕组绕制在所述两个主柱的另一个 上。
[0008] 在一种实施方式中，所述两个旁柱构成通过所述两个主柱的磁通的返回路径。
[0009] 在一种实施方式中，所述旁柱的截面积小于所述主柱的截面积。
[0010] 在一种实施方式中，所述上辄或下辄的截面积均小于所述主柱的截面积。
[0011] 在一种实施方式中，所述A相原边绕组的一端与所述B相原边绕组的一端连接。
[0012] 在一种实施方式中，所述A相副边绕组的一端与所述B相副边绕组的一端连接。
[0013] 在一种实施方式中，所述A相原边绕组与所述B相原边绕组的绕行方向相反。
[0014] 在一种实施方式中，所述A相副边绕组与所述B相副边绕组的绕行方向相反。
[0015] 本实用新型与现有技术相比，缩短了铁心柱的高度，减小了铁心的重量，从而降低 了变压器的高度，使得变压器的结构更加紧凑，同时还显著地降低了变压器的制造成本。
【附图说明】
[0016] 图1示出了本实用新型的牵引变压器的铁心结构和绕组联结方式示意图；
[0017]图2A和图2B分别示出了本实用新型的牵引变压器的原边绕组和副边绕组的电压 和电流向量图；以及
[0018] 图3示出了本实用新型的牵引变压器的电势向量图。
【具体实施方式】
[0019] 以下参考附图，给出了本实用新型的可选实施方式的具体描述。
[0020] 图1示出了本实用新型的牵引变压器的铁心结构和绕组联结方式示意图。变压器 铁心由并排设置的主柱1、主柱2、旁柱3、旁柱4四个铁心柱组成，两个主柱1和2位于中央，两 个旁柱3和4分别位于两个主柱的两侧。相邻的四个铁心柱之间通过上辄5和下辄6彼此连接 并构成闭合的磁路，优选地，两个旁柱3和4构成通过两个主柱1和2的磁通的返回路径。
[0021] 如图1所示，两个旁柱3或4的截面积均小于两个主柱1或2的截面积，上辄5或下辄6 的截面积均小于两个主柱1或2的截面积。通过上述结构，可以缩短铁心柱的高度，减小铁心 的重量，从而降低了变压器的高度，使得变压器的结构更加紧凑，同时还显著地降低了变压 器的制造成本。
[0022] 变压器绕组A相包括原边绕组和副边绕组，两者绕制在四个铁心柱之一上;B相包 括原边绕组和副边绕组，两者绕制在四个铁心柱中的另外三个之一上。优选地，A相原边绕 组和副边绕组绕制在两个主柱的一个上，如主柱I; B相原边绕组和副边绕组绕制在两个主 柱的另一个上，如主柱2 ^相原边绕组的一端与B相原边绕组的一端连接，A相副边绕组的一 端与B相副边绕组的一端连接。在实际应用中，变压器绕组的绕行方向可以视设计需要选 择。例如，A相原边绕组与B相原边绕组的绕行方向相反，A相副边绕组与B相副边绕组的绕行 方向相反。
[0023]图2A和图2B分别示出了本实用新型的牵引变压器的原边绕组和副边绕组的电压 和电流向量图。变压器原边绕组连接三相供电电源，三相电压的选取视工程实际负荷需求 而定。假设变压器正常运行时初级电压平衡且具有120度的相位差，则原边电压U AC和Ubc的 模数相等且在矢量上互为120度。假设两个副边绕组的负荷相等，且变压器绕组的阻抗为 零，则Uac = Uac，Ubc = Ubc。因此，
[0024] iA=ia，ic = ic。
[0025] 如图2A和图2B所示，原边电流Ia和Ic在矢量上互为120度，即A相和B相的线电流为
[0029]由此可见，一次线电流是不平衡的。
[0030]图3示出了本实用新型的牵引变压器的电势向量图。通过恰当地选择绕组的联结 方式和绕行方向，电压向量Uac和Ubc流经两个主柱1和2形成的磁通:和0此具有相同的模 数以及120度的相位差。0^和0_的矢量和通过旁柱3和4形成回路，回路磁通的计算公式 如下：
[0032]即两个旁柱的磁通向量之和的模等于一个主柱的磁通向量的模，亦即两个旁柱的 导磁截面积之和等于一个主柱的导磁截面积，且上辄和下辄的导磁截面积之和等于一个主 柱的导磁截面积。例如，可以将两个旁柱或上、下辄的截面积均设计为一个主柱的截面积的 一半，从而降低了整个铁心的截面积及高度。当然，旁柱和上、下辄的截面积的选取还应结 合铁心的损耗和热点等因素综合考虑。
[0033] 本实用新型提供的牵引变压器，是由两个单相变压器进行V/V联结组成。这两个单 相变压器的容量可以相等也可以不相等，可以各自分别在原边调压或副边调压，调压方式 可选择有载调压或无载调压。本实用新型的牵引变压器亦可满足多种调压结构，如单桥跨 接、双桥跨接、线性调压、正反调压、粗细调压。尽管这里描述了多种实施方式，但是本领域 技术人员据此可以想到的其他方案亦在本实用新型的范围内。
[0034] 此外，本领域技术人员应当理解，本说明书中的描述仅仅是用于说明性的，而不应 被认为是限制性的。本公开的范围仅受所附权利要求书的限制。
【主权项】
1. 一种牵引变压器，包括铁心和绕组，其特征在于，所述铁心包括并排设置的四个铁心 柱（1，2,3,4)，两个主柱（1，2)位于中央，两个旁柱(3,4)分别位于两个主柱(1，2)的两侧，相 邻的所述四个铁心柱（1，2,3,4)之间通过上辄(5)和下辄(6)构成闭合的磁路，A相原边绕组 和副边绕组绕制在所述四个铁心柱（1，2,3,4)之一上，B相原边绕组和副边绕组绕制在所述 四个铁心柱（1，2,3,4)中的另外三个之一上。2. 根据权利要求1所述的牵引变压器，其特征在于，所述A相原边绕组和副边绕组绕制 在所述两个主柱（1，2)的一个上。3. 根据权利要求2所述的牵引变压器，其特征在于，所述B相原边绕组和副边绕组绕制 在所述两个主柱（1，2)的另一个上。4. 根据权利要求3所述的牵引变压器，其特征在于，所述两个旁柱(3,4)构成通过所述 两个主柱（1，2)的磁通的返回路径。5. 根据权利要求4所述的牵引变压器，其特征在于，所述旁柱(3,4)的截面积小于所述 主柱(1，2)的截面积。6. 根据权利要求4所述的牵引变压器，其特征在于，所述上辄(5)或下辄(6)的截面积均 小于所述主柱（1，2)的截面积。7. 根据权利要求5或6所述的牵引变压器，其特征在于，所述A相原边绕组的一端与所述 B相原边绕组的一端连接。8. 根据权利要求5或6所述的牵引变压器，其特征在于，所述A相副边绕组的一端与所述 B相副边绕组的一端连接。9. 根据权利要求7所述的牵引变压器，其特征在于，所述A相原边绕组与所述B相原边绕 组的绕行方向相反。10. 根据权利要求8所述的牵引变压器，其特征在于，所述A相原边绕组与所述B相原边 绕组的绕行方向相反。11. 根据权利要求7所述的牵引变压器，其特征在于，所述A相副边绕组与所述B相副边 绕组的绕行方向相反。12. 根据权利要求8所述的牵引变压器，其特征在于，所述A相副边绕组与所述B相副边 绕组的绕行方向相反。
【专利摘要】本实用新型提供了一种牵引变压器，包括铁心和绕组，所述铁心包括并排设置的四个铁心柱，两个主柱位于中央，两个旁柱分别位于两个主柱的两侧，相邻的所述四个铁心柱之间通过上轭和下轭构成闭合的磁路，A相原边绕组和副边绕组绕制在所述四个铁心柱之一上，B相原边绕组和副边绕组绕制在所述四个铁心柱中的另外三个之一上。本实用新型提供的牵引变压器结构更加紧凑，同时还显著地降低了变压器的制造成本。
【IPC分类】H01F27/24, H01F27/30, H01F30/12
【公开号】CN205264454
【申请号】CN201520912369
【发明人】马可·M·米洛恩, 叶小胜, 郭逢建, 唐运泓, 黎文浩
【申请人】Abb技术有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年11月16日