[发明专利]一种用于高压大功率变流器输出的变压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种输出变压器技术，具体涉及一种用于高压大功率变流器输出的变压器及其耐冲击强度检测方法。

背景技术

目前，现有技术的变压器通常是在额定电压等级、额定频率（50Hz）、正弦波条件下运行，现有技术变压器不适用于连接于变流器输出端的变压器。特别是不能满足高速磁浮交通数MVA至数十几MVA大功率牵引变流器对输出变压器的要求。

作为连接于变流器输出端的变压器，现有技术的变压器设计和制造无法满足接入变压器原边的脉宽调制波形、冲击电压变化du/dt不低于6000 V/μs、高压侧电压的变化（0~20kV）、频率的变化（0~300Hz）的运行模式等要求。

发明内容

本发明提供了一种用于高压大功率变流器输出的变压器，低压绕组结构满足变压器的阻抗特性、低压绕组对称性和输出线性度；满足0~300Hz范围输出要求的绝缘结构和寿命；铁芯和绕组的材料满足间歇工作状态下输出变压器温升标准要求；降低输出变压器在0~300Hz范围内的噪声；满足冲击电压变化du/dt不低于6000 V/μs时的冲击。

为实现上述目的，本发明公开一种用于高压大功率变流器输出的变压器，该变压器包含铁心，分别绕设在铁心的铁心柱上的高压线圈和低压线圈，以及分别设置在铁心、高压线圈与低压线圈之间的绝缘结构；其特点是，

上述的高压线圈采用两柱并联的结构，并采用多层层式结构；

上述的低压线圈分为若干部分，该若干部分交叉串联，每部分都采用单层层式结构，均匀分布在若干铁心柱上。

上述的铁心的主级中间设有气道；该气道宽度设为15mm至25mm。

上述的高压线圈和低压线圈的导线采用组合换位导线。

上述的高压线圈和低压线圈分别还设有匝绝缘，该匝绝缘采用无纺布与聚酰亚胺漆膜双重绝缘结构，该无纺布上浇注有树脂。

上述的高压线圈与低压线圈分为若干部分的若干个独立分接出口，该若干个独立分接出口可实现该变压器在不同的外部连接下进行电抗器模式、变压器模式和检修模式三种工作方式。

本发明用于高压大功率变流器输出的变压器和现有技术的输出变压器相比，其优点在于，本发明铁心主级中设置气道降低铁心温升，该气道宽度为15mm至25mm；

本发明采用聚酰亚胺漆膜和无纺布双重绝缘作为线圈绝缘材料，增强在脉宽调制波下输出变压器匝绝缘的可靠性；

本发明换位导线的选用降低了线圈绕组的涡流损耗和杂散损耗，达到降低输出变压器负载损耗的目的；

本发明高压线圈和低压线圈的布置形式满足了输出变压器的电抗器运行模式和变压器运行模式的自由切换，同时满足电抗器运行模式下的输出线性度要求；

本发明的结构设计解决在变压器绕组内电压分布不均匀及高频振荡的问题；

本发明的绝缘结构保证输出变压器在0~300Hz范围工作频率；满足冲击电压变化du/dt不低于6000 V/μs时冲击的运行工况环境下的电气寿命和结构寿命要求；

本发明涉及的技术可适应并满足高速磁浮交通系统变流器对输出变压器输出端压范围0~20kV要求。

附图说明

图1为本发明一种用于高压大功率变流器输出的变压器的铁心主级的截面图；

图2为本发明一种用于高压大功率变流器输出的变压器的换位导线的截面图；

图3为本发明一种用于高压大功率变流器输出的变压器的换位导线的各股线之间的换位示意图；

图4为本发明一种用于高压大功率变流器输出的变压器的高压线圈和低压线圈的接线示意图；

图5为本发明一种用于高压大功率变流器输出的变压器的高压线圈和低压线圈的接线原理图；

图6为本发明一种用于高压大功率变流器输出的变压器的主绝缘结构示意图；

图7为本发明一种用于高压大功率变流器输出的变压器的一种用于高压大功率变流器输出端的适用电抗器模式、变压器模式和检修模式切换的接线的实施例的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图，说明本发明的具体实施方式。

本发明公开了一种用于高压大功率变流器输出的变压器，基于输出变压器的阻抗特性、低压绕组对称性和输出线性度，确定低压绕组结构。满足0~300Hz范围输出要求的绝缘结构和寿命。满足接入变压器原边高du/dt工况要求、同时考虑了变流器脉宽调制输出对变压器的影响。为满足特定工作状态下输出变压器温升标准要求，选择铁心和绕组的主要材料。降低输出变压器在0~300Hz范围内的噪声。