一种三相变频变压器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种三相变频变压器，包括相对静止的定子和转子，其特征在于定子和转子中分别嵌入一次绕组和二次绕组，所述变频变压器的变频比为一次绕组的极对数与二次绕组的极对数之比。由于采用静止电器结构，产品的耗材及效率指标远远领先与传统的电动机加发电机的变频机组，且又不存在另一类“交-直-交”电力电子变频产品，因众多电子元器件而带来易受干扰，产生谐波等娇贵特性。本实用新型的三相变频变压器较之机组变频及电子变频产品更符合结构牢固、安全可靠、省材节能及绿色环保的要求。
【专利说明】一种三相变频变压器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及变压器，具体涉及一种既可变换频率又可变换电压的三相变频变压器。
【背景技术】
[0002]在变频【技术领域】，目前存在两大类产品:一类是传统的电动机加中频发电机方案(先将电能变成机械能，再将机械能转换成其他中频电能)，这是变频机组形式；另一类是电力电子类，它将交流工频，如50周波整流成直流，再将直流斩波成需要频率的中频电能，这就是所谓的“交-直-交”方案。前者而言，在电-机-电能量转换中，因其为双重旋转机械设备，必然损耗大、效率低，并耗用材料昂贵成本高，且带来机械噪声，显然不合绿色环保要求；对后者而言，属于电力电子设备，易产生电网干扰，使用电子元器件多，必显娇贵。并且这种变频器的原始波形为矩形波，如要正弦还需增加滤波器的成本。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种更加安全可靠的三相变频变压器。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为:一种三相变频变压器，包括相对静止的定子和转子，其特征在于定子和转子中分别嵌入一次绕组和二次绕组，所述变频变压器的变频比为一次绕组的极数与二次绕组的极数之比。根据本实用新型的一种实施例，所述定子内设置一次绕组，所述转子内设置二次绕组，二次绕组的极数与一次绕组的极数之比为变频变压器的频率比。定子内设置的槽数为一次绕组极对数的6η倍，转子内设置的槽数为二次绕组极对数的6η倍，η为正整数。根据本实用新型的另一种实施例，所述转子内设置一次绕组，所述定子内设置二次绕组，二次绕组的极数与一次绕组的极数之比为变频变压器的频率比。转子内设置的槽数为一次绕组极对数的6η倍，定子内设置的槽数为二次绕组极对数的6η倍，η为正整数。
[0005]本实用新型以工频50周或60周的三相电源通入定子或转子内的一次绕组作为输入，并产生旋转磁场，然而将转子或定子内的二次绕组以不同极数和需要的匝数出现，作为输出。通过设计一次绕组和二次绕组的匝数比和极数比即可在输出端得到一个需求的固定频率和固定电压的三相电源，达到了变频变压的目的。该产品具有可逆性，在必要场合，也可将高于工频的电源逆变为工频电源。
[0006]由于米用静止电器结构,产品的耗材及效率指标远远领先与传统的电动机加发电机的变频机组，且又不存在另一类“交-直-交”电力电子变频产品，因众多电子元器件而带来易受干扰，产生谐波等娇贵特性。本实用新型的三相变频变压器较之机组及电子变频产品更符合结构牢固、安全可靠、省材节能及绿色环保的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型的电路示意图。
【具体实施方式】
[0008]一种三相变频变压器，在类似电机的定子以及转子中分别嵌入一次与二次绕组，所述转子应处于制动状态，由一次绕组和二次绕组实现三相电能的频率与电压的转换。所述定子内设置一个或多个一次绕组或二次绕组，所述转子内相应地设置一个或多个二次绕组或一次绕组，所述变频变压器的变频比为一次绕组的极数与二次绕组的极数之比。本说明书中的变频比指的是一次绕组的频率和二次绕组的频率之比。
[0009]图1为50Hz/100Hz，380V/760V倍频倍压变频变压器星形对星形连接时的单相接线示意图。图中输入端A的电压为3相50Hz，380V，输出端a的电压为3相100Hz，760V，输入端的一次绕组为一对极，输出端的二次绕组为二对极。
[0010]将一次绕组和二次绕组按设计需要分别置于定子或转子中。当一次绕组中通入50或60周工频电压，产生相应极数确定的同步旋转磁场时，该旋转磁场以定转子铁芯为磁路，并以它的同步转速切割不同极数与匝数的二次绕组，即可在二次绕组中感应出不同频率不同电压的二次电压，达到了变频变压之目的。当二次绕组带上负载后，尽管二次频率不同，但它的二次反磁势恰与一次旋转磁场处于一致的同步转速，从而可由一次电源通过一次绕组对这二次反磁势实施补偿，起到了能量传递的作用。可见这一次与二次共同的旋转磁场担任了不同频率不同电压电能转换和传递的关键角色。
[0011]本实用新型既可以将一个工频电压变换成另一固定频率及电压的电能，也可以实施逆向变换与传输。它可以使三相380V、50Hz电源变成三相450V、60Hz电源，也可反之，将电能反向转换传递。无论正转换或反转换，在定转子一次二次绕组中的旋转磁场始终不变。由于电路和磁路参数不变，因此它们在正反转传递中的性能参数及力能指标几乎也是不变的。
[0012]本实用新型在具体实施设计方案时，首先要明确频率变换要求，从频率转换为频率f2，用4与之比即可求出一次绕组二次绕组的极对数P的比值W2A1=P2AV例如，4=50取，f2=400Hz，则由上式求得一次绕组极对数P1=I, 二次绕组极对数P2=8，。当需求的二次频率与一次频率不是整数情况下，例如4=50!?, f2=60Hz, f2/fl=l.2，为保证极对数是整数，此时必先求出I与1.2同时扩大成为整数的最小公倍数5，然后求得二次绕组极对数为6，一次绕组极对数为5，这样既保证了一次绕组和二次绕组都是整数极对数，且满足极对数比等于频率比的要求。上述二例都求出了最少极对数，如以整数倍扩大极对数，从理论上是允许的，但不符合经济原则。
[0013]确定一次绕组和二次绕组的极数后，相应安装一次绕组和二次绕组的槽数Z，Z可由6倍的极对数求得，即Z1=6P1，Z2=6P2.由于定子相对转子宽大，所以槽数多者一般置于定子，当求得槽数少时，可以整倍扩大，但求得槽数多时，不可减少。
[0014]在设计电压变换要求时，既要考虑匝数，还要计入频率因数，再加上电压调整率因数，即可求出带负载的电压。
[0015]本实用新型一次绕组对二次绕组的接线方式可以是:星形对星形，三角形对三角形，星形对三角形，三角形对星形四种方式。
【权利要求】
1.一种三相变频变压器，包括相对静止的定子和转子，其特征在于定子和转子中分别嵌入一次绕组和二次绕组，所述变频变压器的变频比为一次绕组的极对数与二次绕组的极对数之比。
2.按权利要求1所述的三相变频变压器，其特征在于:所述定子内设置一次绕组，所述转子内设置二次绕组，二次绕组的极对数与一次绕组的极对数之比为变频变压器的频率比。
3.按权利要求2所述的三相变频变压器，其特征在于:定子内设置的槽数为一次绕组极对数的6η倍，转子内设置的槽数为二次绕组极对数的6η倍，η为正整数。
4.按权利要求1所述的三相变频变压器，其特征在于:所述转子内设置一次绕组，所述定子内设置二次绕组，二次绕组的极对数与一次绕组的极对数之比为变频变压器的频率比。
5.按权利要求4所述的三相变频变压器，其特征在于:转子内设置的槽数为一次绕组极对数的6η倍，定子内设置的槽数为二次绕组极对数的6η倍，η为正整数。
6.按权利要求1所述的三相变频变压器，其特征在于:一次绕组对二次绕组的接线方式为星形对星形，三角形对三角形，星形对三角形，三角形对星形四种方式中的任意一种。
【文档编号】H01F38/18GK204215884SQ201420717877
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】蒋光祖 申请人:蒋光祖