[发明专利]变压器

说明书

技术领域

本发明涉及变压器，特别涉及力图降低高度的变压器。

背景技术

一直以来，要求新干线等的铁路车辆更快且尽可能增加输送量。因此，需要使车辆主体及附属设备小型化及轻量化，但另一方面，在附属设置中质量特别大的车载变压器越来越大容量化。

近年来，从无障碍的观点考虑，越来越要求车辆的地板较低，因此，对于装载于交流电车等车辆的地板下的车载变压器之类的地板下设备，不仅要求小型化及轻量化，为了使车辆的地板较低，迫切要求降低高度。

例如，在日本专利特开平9-134823(专利文献1)中，揭示了如下那样的铁芯式车载变压器。即，在使冷却方式为强油风冷式的内铁型车载变压器中，将低压绕组卷绕于铁芯的腿部的外周，将高压绕组卷绕于低压绕组的外周，并且，在各卷绕之间形成冷却油道，从而构成内部结构。将该内部结构配置在箱体内，以使上述冷却油道与箱体的底面平行。而且，铁芯具有两个腿部，在其各腿部上，将低压及高压的各绕组分割卷绕。即，由于将绕组一分为二，因此，各绕组的容量变成1/2。与此同时，通过减小绕组导体的尺寸，从而使得一匝绕组的径向尺寸变小。因而，能降低整个变压器的高度，能力图小型化。

专利文献1：日本专利特开平9-134823号公报

此处，例如，在上述那样分割卷绕的低压绕组与不同电动机相连接的结构中，若一个电动机产生故障，则电流不再流过与故障的电动机相对应的低压绕组及高压绕组。如此，在这些低压绕组及高压绕组中不再产生磁通，与未产生故障的电动机相对应的各绕组的电抗有时会下降。

然而，在专利文献1记载的车载变压器中，未揭示用于解决这种问题的结构。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种能降低变压器的高度并防止电抗下降的变压器。

本发明的一个方面所涉及的变压器包括：第一铁芯，该第一铁芯具有彼此隔开间隔排列的多个腿部；多个高压侧线圈，该多个高压侧线圈分别卷绕在多个腿部上，并接收公共的单相交流电；以及多个低压侧线圈，该多个低压侧线圈与高压侧线圈对应设置，与对应的高压侧线圈磁耦合，并分别卷绕在多个腿部上，由高压侧线圈及对应的低压侧线圈构成多个线圈组，该变压器还包括设置在相邻的线圈组之间的第二铁芯。

优选第一铁芯及第二铁芯彼此分离设置。

优选将第一铁芯及第二铁芯一体化。

优选铁芯具有至少三个开口部，多个腿部分别设置在开口部之间，各线圈组中的低压侧线圈及高压侧线圈通过腿部的相邻两侧的各开口部而卷绕在腿部上，并在腿部的延伸方向上层叠。

优选各线圈组中的低压侧线圈与不同的负载相耦合。

优选基于与第二铁芯相邻的线圈组中的低压侧线圈的匝数、流过与第二铁芯相邻的线圈组中的低压侧线圈的电流、与第二铁芯相邻的线圈组中的低压侧线圈及高压侧线圈的尺寸、及第二铁芯的饱和磁通密度，来确定第二铁芯在腿部的排列方向上的长度的最小值。

此外，本发明的另一方面所涉及的变压器包括：第一铁芯，该第一铁芯具有多个腿部；高压侧线圈；以及低压侧线圈，将低压侧线圈及高压侧线圈分割成多个线圈组，多个线圈组中的低压侧线圈及高压侧线圈分别卷绕在多个腿部上，各线圈组中的高压侧线圈接收公共的单相交流电，各线圈组中的低压侧线圈及高压侧线圈彼此磁耦合，该变压器还包括设置在相邻的线圈组之间的第二铁芯。

根据本发明，能降低变压器的高度并防止电抗下降。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的交流电车的结构的电路图。

图2是表示本发明的实施方式1所涉及的变压器的结构的立体图。

图3是表示图2中的变压器的III-III剖面、及在该变压器中产生的电流和磁通的图。

图4(a)是示出在变压器中产生的电流的变压器的窗部的剖视图。图4(b)是表示在变压器中产生于铁芯内的漏磁通的曲线图。

图5是表示本发明的实施方式1所涉及的交流电车的结构的电路图。

图6是表示本发明的实施方式1所涉及的变压器的结构的立体图。

图7是表示图6中的变压器的VII-VII剖面、及在该变压器中产生的电流和磁通的图。

图8是表示本发明的实施方式1所涉及的变压器中的漏磁通的图。

图9是表示本发明的实施方式1所涉及的变压器中的单侧工作时的主磁通的图。

图10是表示在假定本发明的实施方式1所涉及的变压器不包括副铁芯的结构中的单侧工作时的漏磁通的图。

图11是表示本发明的实施方式1所涉及的变压器中的单侧工作时的漏磁通的图。