[发明专利]工频变相器

说明书

本发明涉及一种将工频三相电变为工频单相电的工频变相器。

以往的单相负载，例如工频熔炼电炉是采用相平衡器将单相负载匹配成三相负载接到三相电网上，电源设备利用率只有1/3]]>（0.577），而且操作调节困难，设备庞大。采用传统的“斯科特”变压器接线方式变相，则无法实现三相电源侧的对称平衡。1986年11月26日公开的专利号为CN85103640A的“三相电输入平衡时单相输出的变压器电、磁路系统”采用在“斯科特”接法的变压器基础上，增加两个不同的铁芯（一个心式，另一个壳式）和电抗线圈，将三相电源变为单相，这种变压器电、磁路系统复杂、效率低（效率为75%）、体积大，更重要的是串接在输出回路上的线圈的感性电流使网络功率因数降低，负载阻抗变化时，其线圈电感无法调变，适应性差。

本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种效率高、功率因数高、对负载适应性好，且结构简单、体积小的将三相电变为单相电的工频变相器。

本发明是这样实现的：它有两个单相变压器，即横位变压器和竖位变压器，按标准典型“斯科特”接法连接（即横位变压器的一次线圈的中心点与竖位变压器的一次线圈的完头相连，横位变压器的二次线圈的完头与竖位变压器的二次线圈的完头相连），而在竖位变压器的二次线圈的两端并联电容，以实现三相变单相并保证三相电源侧输入电流的平衡。

下面结合附图对本发明做详细说明并提供实施例：

图1是本发明的结构原理图;

图2是本发明的接线原理图（两个变压器的铁芯都是心式铁芯）

图3是本发明的接线原理图（横位变压器、竖位变压器的铁芯分别为壳式、心式）

图4是本发明的横位、竖位变压器的一次线圈匝数比图。

如附图所示，本发明有两个变压器，即横位变压器Ⅰ和竖位变压器Ⅱ，所说的横位变压器Ⅰ和竖位变压Ⅱ按“斯科特”接法连接，即横位变压器Ⅰ的一次线圈1的中心点O₁与竖位变压器Ⅱ的一次线圈7的完头O₂相连，横位变压器Ⅰ的二次线圈2的完头Oi与竖位变压器Ⅱ的二次线圈5的完头O₂相连，且在竖位变压器Ⅱ的二次线圈5的两端并联电容4，图1中3和6分别为横位变压器Ⅰ铁芯和竖位变压器Ⅱ铁芯，所说的铁芯3和6都为心式时，一次线圈1和二次线圈2形成横位变压器Ⅰ的磁路3′，一次线圈7和二次线圈5形成竖位变压器Ⅱ的磁路6′，所说的铁芯3为壳式，铁芯6为心式时，一次线圈1和二次线圈2形成横位变压器Ⅰ的磁路3″，一次线圈7和二次线圈5形成竖位变压器Ⅱ的磁路6″。所说的横位变压器Ⅰ与竖位变压器Ⅱ的容量相等，竖位变压器Ⅱ与横位变压器Ⅰ的一次线圈7和1的匝数比为3]]>/2，二次线圈5和2匝数相等，横位变压器Ⅰ的一次线圈1的两端及竖位变压器Ⅱ的一次线圈7未与一次线圈1相连的一端即为本发明的输入端A、C、B，所说的 横位变压器Ⅰ的二次线圈2的起头a、竖位变压器Ⅱ的二次线圈5的起头b即为本发明的输出端a、b。

在实际使用时，本发明的输入端A、B、C接三相电源（接三相电源的相序为正相序），输出端a、b接单相负载，所说的单相负载可以是电阻性的，也可以是电感性的，如果是电感性负载，为了改善功率因数，负载端应根据负载的感抗值再并联补偿电容，使负载功率因数补偿到±0.95。电源接通后，就会在输出端a、b两端产生单相电流给单相负载，且不破坏电源侧三相电流的平衡性。

本发明的优点在于，三相变单相时，网络三相输入线路电流偏差小于5%，效率可达98%以上，功率因数±0.95，对负载的适应性好，且结构简单、体积小，电源设备利用率高。可广泛应用在冶金、石油化工、轻纺、机械、医药、食品等行业。