專利名稱：六角六窗孔變相變頻變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及變壓器，特指一種六角六窗孔變相變頻變壓器。
傳統(tǒng)的變壓器有兩種，一種是原邊繞組輸入單相頻率為50赫茲的電壓、電流，副邊繞組同樣輸出頻率為50赫茲的電壓、電流，即單相變壓器；另一種是原邊繞組輸入三相頻率為50赫茲的電壓、電流，副邊繞組同樣輸出頻率為50赫茲的三相電壓電流，即三相變壓器，這種傳統(tǒng)的變壓器只能改變電壓不能改變頻率，更不能變相。
目前全世界的電力系統(tǒng)從220伏至22萬伏都是用三相電源供電的，但是供電的末端用電設(shè)備在很多場合很需要單相大容量電源，例如各油田油井空心抽油桿單相電加熱裝置，單相鹽爐，單相電爐等。
為了解決大功率單相用電設(shè)備的電源，按常規(guī)方法是配用單相變壓器供電，然而單相負載會造成三相供電電流不平衡，危害電網(wǎng)，有時有些用電設(shè)備還需要變頻，例如使50赫升頻到150赫茲等，而一般的變壓器是不能勝任的。近期電氣科技人員為解決變相變壓器，又同時使三相電源供電電流平衡，采用了在變壓器一次加裝電抗器、電容器的方法，其缺點是波形畸變，負載變化引起一次電流不平衡。配電裝置且復雜昂貴。用復雜的電子裝置變相變頻，其成本成倍增加，故障較多，維修困難。能否找到三相變單相，并能變頻容易又能保持一次三相電流平衡，是電氣工程技術(shù)界急待解決的重大問題。
本實用新型的目的在于提供一種六角六窗孔變相變頻變壓器，它的鐵心結(jié)構(gòu)簡單，線圈繞制容易，制造方便的變壓器。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，一種六角六窗孔變相變頻變壓器，包括有鐵心原邊繞組，副邊繞組，其特征在于該鐵心成六角形，由若干個形狀相同的硅鋼片疊壓而成，各硅鋼片的六角形內(nèi)邊線與外邊線之間開有6個矩形窗孔，原邊繞組是由三組做星形連接的六個矩形線圈構(gòu)成，副邊繞組也是由與原邊繞組同樣多的矩形線圈首首尾尾串聯(lián)構(gòu)成，原邊繞組和副邊繞組都是按電角度的空間間隔，把每個線圈下到鐵心的窗孔內(nèi)。
所述鐵心的窗孔數(shù)為6個。本實用新型有以下積極有益效果1、能夠變相本實用新型的變壓器是三相輸入單相輸出適應(yīng)于大功率單相用電終端的場合。
2、能使三相輸入電流保持平衡，當變壓器原邊繞組接三相供電電源后，在鐵心內(nèi)便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)的方向決定于三相電源接入原邊繞組的相序。
原邊繞組傳到副邊繞組的能量是由三相原邊繞組合成的旋轉(zhuǎn)磁場傳遞的，因此在負載變化的情況下都不會影響三相原邊繞組中的電流平衡。
3、變頻容易本實用新型通過改變原邊繞組和副邊繞組的接線， 來改變旋轉(zhuǎn)磁場的N、S極對數(shù)，接照原邊繞組與副邊繞組極對數(shù)比為1比3的接線改變輸出電壓電流的頻率。
現(xiàn)以較佳施實例結(jié)合附圖對實用新型進一步樣述如下

圖1是三相電源電流隨時間電角度變化的曲線圖；圖2是本實用新型六角形六窗孔變壓器平面圖；圖3是本實用新型六角形六窗孔變壓器鐵心立體圖；圖4為本實用新型原邊和副邊繞組下到鐵心六個窗孔內(nèi)的矩形線圈形狀圖；圖5為本實用新型產(chǎn)生2極旋轉(zhuǎn)磁場的原理示意圖；圖6為本實用新型六角六窗孔變壓器，原邊和副邊繞組的接線展開圖。
請參閱圖2本實用新型變壓器的形狀為六角形六窗孔，窗孔內(nèi)嵌入原邊和副邊繞組，6個套在一起的AA′，BB′，CC′線圈。其鐵心如圖3所示該鐵心是由若干硅鋼片組合成六角形羅起多層疊壓而成，各硅鋼片的六角形內(nèi)線和外邊線之間開有六個矩形窗孔。
原邊繞組和副邊繞組的線圈套在一起成矩形，如圖4所示把六個矩形線圈按窗孔嵌入六個窗孔內(nèi)，按工藝程序應(yīng)先放線圈然后疊插硅鋼片成六角形。
原邊和副邊的線圈接線根據(jù)圖6接線。
原邊繞組6個線圈是按三相2極旋轉(zhuǎn)磁場接線的，副邊繞組是原邊繞組形成的旋轉(zhuǎn)磁場N、S極掃切下被感應(yīng)，按照六極按排接線的。
一次原邊繞組的接線方式會使鐵芯內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，其原理如下我們把原邊的三相繞組六個線圈用單匝線圈代替，如圖5所示，圖中A、B、C三個線圈彼此互隔120度，A′、B′、C′三個線圈也相隔120°，分別與A、B、C對應(yīng)反串，即線圈首首相連尾尾相連在一起。這樣就構(gòu)成了對稱三相繞組。這個對稱的三相繞組在空間的位置關(guān)系是B相相對A相后移120度，C相相對B相后移120度，A相相對C相后移120度，當對稱的三相繞組接上對稱的三相電源后，其中通過的各相電流瞬時表達式為IA＝ImCoswtIB＝Im(wt-120°)IC＝Im(wt-240°)各相電流隨時間變化的曲線如圖1所示。
由于三相電流隨時間的變化是連續(xù)的，且極為迅速，為了便于觀察對稱三相電流產(chǎn)生的合成磁場效應(yīng)，我們可以通過六個特定的瞬時以窺視其全貌。為此，我們選擇Wt＝30° Wt＝90° Wt＝150° Wt＝210° Wt＝270° Wt＝330°六個特定瞬時。并規(guī)定電流為正值時，從每相線圈的首端A、B、C流出，(鐵心的內(nèi)部為線圈首端)A′B′C′因與A、B、C線圈反串，永遠與A、B、C電流方向相反。
當電流為負時，從每相線圈末端流出，由首端流入。用符員⊙表示電流流出，用符員表示電流流入。
當Wt＝30°時，由電流瞬時表達式或電流變化曲線查得。
IA＝IC＝1/2Im IB＝-Im將各相電流分別表示在各相線圈的剖面圖上。如圖5(a)所示，由圖上看出，AB′C外邊三個端點中的電流都從紙面流入。內(nèi)邊三個端點中的電流都從紙面流出。C′、B、A′正好相反，根據(jù)右手螺旋是則可知六個線圈，它們建立的合成磁場磁力線的走向和NS極的位置。如圖5a所示。
由此可以看出整個磁力線的分布是左右對稱的。而且從磁力線分布的圖像還可看出，它和一對磁極建立的磁場是一樣的。
采用同樣的方法，畫出Wt=90°、150°、210°、270°、330°五個瞬時的電流方向和磁力線的分布情況及NS極所在位置，如圖(b)、(c)、(d)、(e)、(f)所示。
我們依次觀察圖5(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)便可以看出，當對稱三相電流流過對稱的三相繞組時，由它們建立的合成磁場并不是靜止不動的，而是像有一對磁極旋轉(zhuǎn)的磁場，磁場的大小不變。從Wt＝30°到Wt=330°各個瞬間隨著三相電流的變化，由它們建立的合成磁場，在空間相應(yīng)地旋轉(zhuǎn)了60°、120°、180°、240°、300°是按A-B-C順序旋轉(zhuǎn)是按順時針方向旋轉(zhuǎn)的，由圖5看出電流變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)。這樣的旋轉(zhuǎn)磁場為二極旋轉(zhuǎn)磁場，就是說旋轉(zhuǎn)磁場在每個360度園周內(nèi)只有一個N極一個S極，即一對極。
請參閱圖6副邊繞組的下線圈，副邊繞組六個線圈首首尾尾串在一起，成為一個繞組，只有兩個接線端x1和x2，即成為單相電壓電流輸出。副邊繞組輸出的電壓電流是怎樣升頻變頻的下面敘述如下當原邊繞組形成的旋轉(zhuǎn)磁場假如N極掃切到副邊繞組的1號線圈，根據(jù)對稱Ns極相差180°而S極必然掃切極性相反的根本原理必掃到4號線圈，1號線圈在N極的掃切下首端電壓為正，而4號線圈在S的掃切下首端必然為負，而2號、3號、5號、6號線圈沒有被NS掃切，所以沒有電壓發(fā)出。
而1號線圈和4號線圈是反申的被感應(yīng)的電壓正好是正負串接，電壓相加，其X1為正，而X2為負。當NS極掃切到2號線圈和5號線圈，因2號線圈是反接的，所以X1為負，X2為正。
當N極走完360°走到6號線圈回到1號線圈時，NS極旋轉(zhuǎn)了共360°，而副邊繞組X1和x2的正負變化了六次，即3個 波，所以二次副邊繞組的頻率是原邊繞組的3倍。
因原邊繞組的頻率為50赫茲，所以副邊繞組的頻率升為3×50=150赫茲，這樣就達到了升頻變頻的目的。
權(quán)利要求1.六角六窗孔變相變頻變壓器，由鐵心和原邊、副邊繞組所組成，其特征在于其鐵心是由若干塊硅鋼片組合成六角形硅鋼片羅起多層疊壓而成，各硅鋼片的六角形內(nèi)邊線與外邊線之間開有6個矩形窗孔，原邊繞組是由三組做星形連接的六個矩形線圈構(gòu)成；副邊繞組是由原邊繞組同樣多的矩形線圈首首尾尾串聯(lián)構(gòu)成，原邊繞組和副邊繞組都是按電角度的空間間隔把每個線圈下到鐵心的窗孔內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的六角六窗孔變相變頻變壓器其特征在于所述的鐵心為六角形、6窗孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述六角六窗孔變相變頻變壓器，其特征在于原邊繞組和副邊繞組構(gòu)成的磁極數(shù)為1比3的比例，各為6個矩形線圈。
專利摘要本實用新型涉及六角六窗孔變相變頻變壓器,其鐵心是由若干個硅鋼片組合成六角形硅鋼片摞起多層疊壓而成,各硅鋼片的六角形內(nèi)邊線與外邊線之間開有6個矩形窗孔,原邊繞組是由三組做星形連接的六個矩形線圈構(gòu)成;副邊繞組是由與原邊繞組同樣多的矩形線圈首首尾尾串聯(lián)構(gòu)成,原邊繞組和副邊繞組都是按電角度的空間間隔把每個線圈下到鐵心的窗孔內(nèi),其優(yōu)點是將三相輸入頻率為50赫茲的電壓,電流變?yōu)?50赫茲的單相電壓,電流輸出;并能夠使輸入的三相電流保持平衡。
文檔編號H01F30/14GK2366955SQ9820314
公開日2000年3月1日 申請日期1998年4月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月7日
發(fā)明者李文恒 申請人:李文恒