專利名稱：接觸式調(diào)壓變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電工類產(chǎn)品，涉及一種接觸式調(diào)壓變壓器。
現(xiàn)有的接觸式調(diào)壓變壓器存在匝間長(zhǎng)時(shí)或瞬時(shí)的短路弊端，電弧或火花造成的瞬變過程，易燒毀調(diào)壓變壓器。
本實(shí)用新型的目的是消除該類調(diào)壓器無(wú)法避免的長(zhǎng)時(shí)或瞬間匝間短路的弊端，消除電弧、火花和因此造成的瞬變過程，同時(shí)保留接觸式(包括開關(guān)方式)調(diào)壓方式傳輸功率大、省材料(與改變磁場(chǎng)耦合方式比較)、不造成波形畸變的特點(diǎn)。(與改變磁場(chǎng)耦合方式及相位控制方式比較)。
本實(shí)用新型的目的是通過以下方案實(shí)現(xiàn)的接觸式調(diào)壓變壓器由外機(jī)箱及封裝在機(jī)箱內(nèi)的殼式或芯式鐵芯、絕緣筒、調(diào)壓繞組、環(huán)形電抗元件、絕緣螺母平臺(tái)、內(nèi)外觸頭及機(jī)械傳動(dòng)裝置等組成。調(diào)壓繞組采用圓柱形螺旋式繞組，最外層導(dǎo)線外側(cè)表面裸露、等螺距的繞在絕緣筒上。與調(diào)壓繞組同圓心、等螺距、并與調(diào)壓繞組相旋合有一絕緣螺母平臺(tái)，平臺(tái)端面上與調(diào)壓繞組間造成一環(huán)形間隙，在平臺(tái)上固定有環(huán)形電抗元件，電抗元件上裝有由傳動(dòng)裝置控制的內(nèi)外金屬觸頭。這種接觸式調(diào)壓變壓器，使用最外層外表面裸露的導(dǎo)線繞成螺旋式調(diào)壓繞組，并借助于與調(diào)壓繞組同圓心設(shè)置的圓環(huán)形短路電抗元件及其兩個(gè)金屬觸頭將電流平滑，無(wú)電弧(無(wú)火花)地輸出到負(fù)載，因而可用于制造單臺(tái)容量達(dá)數(shù)千千伏安，電流數(shù)千安培的產(chǎn)品。
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例說明如下

圖1為本實(shí)用新型整體形狀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型環(huán)形電抗元件采用第一種結(jié)構(gòu)的形狀示意圖；圖3為本實(shí)用新型環(huán)形電抗元件采用等二種結(jié)構(gòu)的形狀示意圖；圖4為本實(shí)用新型環(huán)形電抗元件采用單匝正交螺管形繞組的原理圖；圖5為本實(shí)用新型環(huán)形電抗元件采用雙匝正交螺管形繞組的原理圖；圖6為本實(shí)用新型環(huán)形電抗元件采用等二種結(jié)構(gòu)時(shí)的原理圖。
在圖1中，1為鐵芯夾件，夾件上通過軸承固定有機(jī)械傳動(dòng)裝置2，3、4為殼式鐵芯，絕緣筒5包裹住鐵芯柱并螺旋繞有調(diào)壓繞組6，與調(diào)壓繞組同圓心為絕緣螺母平臺(tái)7，平臺(tái)上裝置環(huán)形電抗元件9，并與調(diào)壓繞組間形成間隙8，機(jī)械傳動(dòng)裝置上裝有觸頭17。
在圖2中，上下軛鐵3間鐵芯柱4被絕緣筒5包裹，其上繞有調(diào)壓繞組6，調(diào)壓繞組6是圓柱形螺旋式繞組，其層數(shù)可以是一層也可以是多層。但最外層形成的圓柱面導(dǎo)線，除匝間絕緣外是裸露的，并且該層螺旋繞組是等螺距的。與調(diào)壓繞組6同圓心有一個(gè)用絕緣材料制成的螺母平臺(tái)7，該螺母平臺(tái)的螺距與調(diào)壓繞組的螺距相等，因此可與調(diào)壓繞組相旋合。在平臺(tái)上裝置環(huán)形電抗元件9并與繞組間有一呈圓環(huán)形的間隙8。環(huán)形電抗元件有兩種結(jié)構(gòu)，圖2中介紹的是等一種結(jié)構(gòu)電抗元件由環(huán)形鐵芯10和導(dǎo)線繞制成的環(huán)形螺管繞組11組成。使用單根或雙根導(dǎo)線在由導(dǎo)磁材料制成的磁路閉合而電路不閉合的環(huán)形鐵芯10上，正交繞制一個(gè)單層的首尾相連的環(huán)狀螺管形繞組11，除其最大直徑處導(dǎo)線外表面為裸露的外，其余部分可有絕緣物質(zhì)包覆。
圖3介紹的是環(huán)形電抗元件9的等二種結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的電抗器由三部分組成A、由一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)磁材料制成的沿圓環(huán)形排布的導(dǎo)磁體12，且沿圓環(huán)的方向?qū)﹄娏魇墙^緣的，導(dǎo)磁體12沿圓環(huán)形中心軸線的剖面可以是矩形的，也可以是U形的；B、由高導(dǎo)電材料構(gòu)成的圓環(huán)13，導(dǎo)體的截面可為任何形狀；C、由一個(gè)或多個(gè)U形導(dǎo)磁體14組成，沿圓環(huán)排布，但只集中于圓環(huán)的一部分。以上所述三部分中，12、13、14的幾何關(guān)系是各自的圓環(huán)形中心圓的正投影是一組同心圓，并且R12＜R13＜R14。(R12、R13、R14分別為圓環(huán)形中心圓正投影的半徑)其中導(dǎo)磁體12、高導(dǎo)電材料圓環(huán)13均固定在絕緣螺母平臺(tái)7上，并且相互電絕緣。而導(dǎo)磁體14的兩個(gè)端面與導(dǎo)磁體12的兩個(gè)端面保持有穩(wěn)定的氣隙15，導(dǎo)磁體12在機(jī)械傳動(dòng)裝置2的作用下，以圓環(huán)中心為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)磁體14不隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，而僅與導(dǎo)磁體12的軸向運(yùn)動(dòng)同步，但導(dǎo)電圓環(huán)13中感生電流產(chǎn)生的磁通可經(jīng)由部分12與14閉合，使感生電流受到限制。
以上兩種結(jié)構(gòu)的環(huán)形電抗元件9上均有內(nèi)觸頭16及外觸頭17。
對(duì)于第一種結(jié)構(gòu)的環(huán)形電抗元件9，內(nèi)觸頭16裝置在圓環(huán)形間隙8內(nèi)。觸頭16的一面與調(diào)壓繞組6單匝導(dǎo)線的表面接觸，另一面與環(huán)形電抗元件9的導(dǎo)線連接。而這種連接可有如下兩種方式對(duì)單匝導(dǎo)線正交繞成的螺管繞組11而言，內(nèi)觸頭16可簡(jiǎn)單的與繞組中的任一匝導(dǎo)線形成牢固的電聯(lián)結(jié)，如圖4所示。對(duì)雙匝導(dǎo)線與磁導(dǎo)體正交繞成的雙螺管繞組11而言，內(nèi)觸頭16上連接著平衡電抗器18兩支路的匯合點(diǎn)，平衡電抗器18的兩個(gè)支路的端子分別與相鄰的任意兩匝螺管繞組形成牢固的電聯(lián)結(jié)，如圖5所示。
對(duì)于第二種結(jié)構(gòu)的環(huán)形電抗元件9，內(nèi)觸頭16的一面與調(diào)壓繞組6單匝導(dǎo)線表面實(shí)行可滑動(dòng)接觸，另一面則穿過導(dǎo)磁體12并與其絕緣，牢固電聯(lián)結(jié)在導(dǎo)電圓環(huán)13上，如圖6所示。
對(duì)于第一種結(jié)構(gòu)的環(huán)形電抗元件9而言，外觸頭17在傳動(dòng)裝置的作用下與環(huán)形電抗元件9的外圓周有滑動(dòng)接觸。當(dāng)環(huán)形電抗元件9圍繞調(diào)壓繞組6的螺旋做圓運(yùn)動(dòng)而發(fā)生沿調(diào)壓繞組軸線方向的上下位移時(shí)，外觸頭17與此位移保持同步，但不隨環(huán)形電抗元件的轉(zhuǎn)動(dòng)而有圓運(yùn)動(dòng)。外觸頭17的左右兩個(gè)獨(dú)立觸頭分別聯(lián)結(jié)到平衡電抗器19兩個(gè)平衡繞組的各一端，而兩個(gè)繞組的連接中點(diǎn)20做為一個(gè)端子連接到輸出端子，如圖4、5所示；對(duì)第二種結(jié)構(gòu)的環(huán)形電抗元件而言，外觸頭17為單個(gè)觸頭，觸頭兩端引出線從導(dǎo)磁體14兩側(cè)分別引出，并與平衡電抗器19兩端相連，平衡電抗器19的中點(diǎn)20做為一個(gè)端子連接到輸出端子。
綜上所述，以上結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的接觸式調(diào)壓變壓器，使用了一個(gè)套在調(diào)壓繞組外的環(huán)形電抗元件，該元件由于是一個(gè)阻抗，因此對(duì)主磁通形成的短路電流可以進(jìn)行限制，可以不使空載電流有明顯增高。它既可以獨(dú)立的構(gòu)成自耦或雙卷的調(diào)壓器，又可以其在電路中與其它電工元件連接的不同方式作為調(diào)壓元件，可變電感，可變變比變流器、穩(wěn)流器，穩(wěn)壓器等使用，同時(shí)可用它制造單臺(tái)容量達(dá)數(shù)千千伏安，電流數(shù)千安培的產(chǎn)品。
權(quán)利要求1.一種封裝在機(jī)箱內(nèi)的由殼式或芯式鐵芯(3、4)、絕緣筒(5)、調(diào)壓繞組(6)、機(jī)械傳動(dòng)裝置(2)的接觸式調(diào)壓變壓器，其特征在于調(diào)壓繞組(6)采用圓柱形螺旋式繞組，最外層導(dǎo)線外側(cè)表面裸露，等螺距的繞在絕緣筒(5)上，與調(diào)壓繞組同圓心，等螺距并與調(diào)壓繞組相旋合有一絕緣螺母平臺(tái)7，平臺(tái)端面上與調(diào)壓繞組(6)間造成一環(huán)形間隙(8)，在平臺(tái)上固定有環(huán)形電抗元件(9)，電抗元件上裝有由傳動(dòng)裝置控制的內(nèi)、外金屬觸頭(16、17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸式調(diào)壓變壓器，其特征在于環(huán)形電抗元件(9)有兩種結(jié)構(gòu)1、電抗元件由環(huán)形鐵芯(10)和導(dǎo)線繞制成的環(huán)形螺管繞組(11)組成，將單根或雙根導(dǎo)線在磁路閉合而電路不閉合的環(huán)形鐵芯(10)上，正交繞制一個(gè)單層的首尾相連的螺管形繞組(11)，最大直徑處導(dǎo)線外表面裸露，其余部分有絕緣物質(zhì)包覆；2、環(huán)形電抗(9)由三部分組成A、由一個(gè)以上導(dǎo)磁材料制成的沿圓環(huán)形排布的導(dǎo)磁體12，其沿圓環(huán)形中心軸線的剖面可以是矩形的，可以是U形的；B、由高導(dǎo)電材料構(gòu)成的圓環(huán)(13)，其截面積可為任何形狀；C、由一個(gè)以上U形導(dǎo)磁體(14)組成，沿圓環(huán)排布，但只集中于圓環(huán)的一部分；三部分的幾何關(guān)系為R12＜R13＜R14，導(dǎo)磁體(12)、高導(dǎo)電材料圓環(huán)(13)固定在絕緣螺母平臺(tái)上，并相互電絕緣，導(dǎo)磁體(14)的兩個(gè)端面與導(dǎo)磁體(12)的兩個(gè)端面持有穩(wěn)定的氣隙(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸式調(diào)壓變壓器，其特征在于對(duì)于第一種結(jié)構(gòu)的環(huán)形電抗元件(9)，內(nèi)觸頭(16)設(shè)置在圓環(huán)形間隙(8)內(nèi)，觸頭的一面與調(diào)壓繞組(6)單匝導(dǎo)線的表面接觸，另一面與環(huán)形電抗元件(9)的導(dǎo)線連接，而這種連接有兩種方式對(duì)單匝導(dǎo)線正交繞成的螺管繞組(11)而言，內(nèi)觸頭(16)與繞組中的任一匝導(dǎo)線連接，對(duì)雙匝導(dǎo)線與磁導(dǎo)體正交繞成的雙螺管繞組(11)而言，內(nèi)觸頭(16)上連接著平衡電抗器(18)兩支路的匯合點(diǎn)，而兩支路的另一端與相鄰任意兩匝螺管繞組連接；對(duì)于第二種結(jié)構(gòu)的環(huán)形電抗元件(9)內(nèi)觸頭(16)的一面與調(diào)壓繞組(6)單匝導(dǎo)線表面滑動(dòng)接觸，另一面則穿過導(dǎo)磁體(12)并與其絕緣，連接在導(dǎo)電圓環(huán)(13)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸式調(diào)壓變壓器，其特征在于對(duì)于第一種結(jié)構(gòu)的環(huán)形電抗元件，外觸頭(17)在機(jī)械傳動(dòng)裝置的作用下與環(huán)形電抗元件(9)的外周圍有滑動(dòng)接觸，外觸頭(17)左右兩個(gè)獨(dú)立觸角分別連接平衡電抗器(19)的兩個(gè)平衡繞組的各一端，而兩個(gè)繞組的連接中點(diǎn)(20)為輸出端子；對(duì)于第二種結(jié)構(gòu)的環(huán)形電抗元件，外觸頭(17)為單個(gè)觸頭，其兩端引出線從導(dǎo)磁體(14)兩側(cè)分別引出，與平衡電抗器(19)兩端相接，平衡電抗器(19)兩端中點(diǎn)(20)作為一個(gè)端子連接到輸出端子。
專利摘要接觸式調(diào)壓變壓器屬于電工類產(chǎn)品。它由封裝在機(jī)箱內(nèi)的殼式或芯式鐵芯、調(diào)壓繞組、環(huán)形電抗元件、絕緣螺母平臺(tái)，內(nèi)外觸頭及機(jī)械傳動(dòng)裝置等組成。與螺旋式調(diào)壓繞組同圓心等螺距旋合有絕緣螺母平臺(tái)，其上固定著環(huán)形電抗元件，并裝有內(nèi)、外金屬觸頭。它可將電流平滑，無(wú)電弧(無(wú)火花)地輸出到負(fù)載，因而可制造單臺(tái)容量達(dá)數(shù)千千伏安，電流數(shù)千安培的產(chǎn)品，與其它電工元件連接可作可變電感，穩(wěn)流、穩(wěn)壓器。
文檔編號(hào)H01F29/00GK2165512SQ9321859
公開日1994年5月18日 申請(qǐng)日期1993年7月19日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月19日
發(fā)明者戴世錚 申請(qǐng)人:戴世錚, 劉淮濱, 李小平