一种磁控变压器

技术领域

本申请涉及变压器技术领域，更具体的说，是涉及一种磁控变压器。

背景技术

随着电量需求的日益增加，越来越多新能源并入电网，高比例分布式新能源存在大幅度随机波动特点，规模化并网将导致电网电压波动大、控制困难，传统的无功电压调控装备无法满足快速连续平滑调节需求。

变压器作为一种重要的电力系统变配电装备，其中，磁控变压器既能实现常规变压器的电压变换功能，也能发挥无功补偿、限流、改善变频器的功率因数的作用，具有紧凑化、多功能化的优点，对于实现无功电压高效控制、不平衡治理等效果显著。

磁控变压器由绕组和铁芯组成，绕组为铜导线，铁芯采用硅钢片制作而成，具有涡流损耗小的优点。然而，磁控变压器运行中不可避免地会持续产生绕组损耗和铁芯损耗，损耗会带来热量的积累，散热处理不当会导致设备热老化加剧，威胁设备的正常稳定运行。其中，磁控变压器工作在无功补偿模式时要在直流绕组中通入直流励磁，会产生较大的绕组损耗。

如何对磁控变压器进行优化，降低直流绕组上的绕组损耗，减缓设备热老化加剧，以保持设备的正常稳定运行，是需要关注的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提供了一种磁控变压器，以降低直流绕组上的绕组损耗，减缓设备热老化加剧，保持设备的正常稳定运行。

为了实现上述目的，现提出具体方案如下：

一种磁控变压器，包括三个矩形环状的铁芯、三个一次侧交流绕组、三个二次侧交流绕组以及六个直流励磁绕组；

每个铁芯的第一边和与第二边均接有一个直流励磁绕组，每个铁芯的第二边为该个铁芯的第一边的对边；

每个直流励磁绕组包括铁轭和线圈；

每个直流励磁绕组上的铁轭采用非晶纳米材料；

每个铁芯的第三边及第四边均缠绕有一次侧交流绕组和二次侧交流绕组，每个铁芯的第三边为该个铁芯的第四边的对边。

可选的，每个直流励磁绕组的线圈的匝数小于该个直流励磁绕组的线圈目标匝数，每个直流励磁绕组的线圈目标匝数为该个直流励磁绕组的铁轭材料为硅钢片30Q130时，该个直流励磁绕组的线圈的匝数。

可选的，每个直流励磁绕组上配有磁阀。

可选的，所述三个矩形环状的铁芯包括第一铁芯、第二铁芯和第三铁芯，所述三个一次侧交流绕组包括第一一次侧交流绕组、第二一次侧交流绕组以及第三一次侧交流绕组，所述三个二次侧交流绕组包括第一二次侧交流绕组、第二二次侧交流绕组以及第三二次侧交流绕组；

所述第一一次侧交流绕组和所述第一二次侧交流绕组，均缠绕于所述第一铁芯的第三边和所述第二铁芯的第四边；

所述第二一次侧交流绕组和所述第二二次侧交流绕组，均缠绕于所述第二铁芯的第三边和所述第三铁芯的第四边；

所述第三一次侧交流绕组和所述第三二次侧交流绕组，均缠绕于所述第三铁芯的第三边和所述第一铁芯的第四边。

可选的，所述磁控变压器的绕组损耗为：

其中，P

借由上述技术方案，本申请的磁控变压器包括三个矩形环状的铁芯、三个一次侧交流绕组、三个二次侧交流绕组以及六个直流励磁绕组，每个铁芯的第一边和与第二边均接有一个直流励磁绕组，每个铁芯的第二边为该个铁芯的第一边的对边，每个直流励磁绕组包括铁轭和线圈，每个直流励磁绕组上的铁轭采用非晶纳米材料，每个铁芯的第三边及第四边均缠绕有一次侧交流绕组和二次侧交流绕组，每个铁芯的第三边为该个铁芯的第四边的对边。由此可见，由于非晶纳米材料相较于传统的硅钢片30Q130更易饱和，磁控变压器的直流励磁绕组所在的铁轭的材料采用了非晶纳米材料，则可减少直流励磁绕组的匝数，从而降低直流励磁绕组的直流电流，从而降低直流绕组上的绕组损耗，减缓设备热老化加剧，保持设备的正常稳定运行。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种磁控变压器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的磁控变压器的一种结构示意图。该磁控变压器可以包括：

六个直流励磁绕组1、三个一次侧交流绕组2、三个二次侧交流绕组3以及三个矩形环状的铁芯4。

其中，每个铁芯4具备四条边，可记为第一边、第二边、第三边和第四边，第一边和第二边互为对边，第三边和第四边互为对边。

可以理解的是，每个铁芯4有两组对边，其中一组对边的每条边接有直流励磁绕组1，那么另一组对边的每条边则可以接有一次侧交流绕组2和二次侧交流绕组3。

以图1所示的铁芯4的横边作为第一边和第二边，每个铁芯4的第一边及第二边均接有一个直流励磁绕组1。

每个直流励磁绕组1可以包括铁轭6和线圈，线圈可缠绕于铁轭6，图1所示的铁芯4的铁轭6上的线圈箭头表示直流电流的流向。

其中，每个直流励磁绕组1上的铁轭6可以采用非晶纳米材料。

可以理解的是，非晶纳米材料是一种金属合金，金属在制备的过程中，从液态到固态是个自然冷却慢慢凝固的过程。这个过程中原子会自行重新有规则的排列，这时形成的结构就是晶体，实际上是多晶的结构。如果在它的凝固过程中，用一个超快的冷却速度冷却，这个时候原子在杂乱无序的状态，还来不及重新排列就会瞬间被冻结，这时候形成的结构就是非晶态。相较于传统的硅钢片30Q130，非晶纳米材料更易饱和。

由于非晶纳米材料相较于传统的硅钢片30Q130更易饱和，直流励磁绕组1上的铁轭6采用非晶纳米材料后，可以减少直流励磁绕组1的使用匝数，从而降低直流励磁绕组1的直流电流，同时由于非晶纳米的磁滞损耗更小，因此最终可以达到减少绕组损耗的效果。

每个铁芯4的第三边及第四边均缠绕有一次侧交流绕组2和二次侧交流绕组3。

本实施例提供的磁控变压器包括三个矩形环状的铁芯、三个一次侧交流绕组、三个二次侧交流绕组以及六个直流励磁绕组，每个铁芯的第一边和与第二边均接有一个直流励磁绕组，每个铁芯的第二边为该个铁芯的第一边的对边，每个直流励磁绕组包括铁轭和线圈，每个直流励磁绕组上的铁轭采用非晶纳米材料，每个铁芯的第三边及第四边均缠绕有一次侧交流绕组和二次侧交流绕组，每个铁芯的第三边为该个铁芯的第四边的对边。由此可见，由于非晶纳米材料相较于传统的硅钢片30Q130更易饱和，磁控变压器的直流励磁绕组所在的铁轭的材料采用了非晶纳米材料，则可减少直流励磁绕组的匝数，从而降低直流励磁绕组的直流电流，从而降低直流绕组上的绕组损耗，减缓设备热老化加剧，保持设备的正常稳定运行。

本申请的一些实施例中，对上述实施例提到的直流励磁绕组1的线圈的匝数进行介绍，具体可以为：

每个直流励磁绕组1的线圈的匝数小于该个直流励磁绕组1的线圈目标匝数。

其中，每个直流励磁绕组1的线圈目标匝数为该个直流励磁绕组1的铁轭材料为硅钢片30Q130时，该个直流励磁绕组1的线圈的匝数。

可以理解的是，由于非晶纳米材料相较于传统的硅钢片30Q130更易饱和，那么相对于硅钢片30Q130，在直流励磁绕组1的铁轭使用的材料为非晶纳米材料时，所需的线圈的匝数可以降低。因为直流励磁绕组1的线圈匝数降低，那么直流励磁绕组1的直流电流随之减低，那么直流励磁绕组1的绕组损耗可以降低。

进一步的，若直流励磁绕组1的铁轭的非晶纳米材料是传统的硅钢片30Q130的替换，那么除了降低直流励磁绕组1的绕组损耗之外，还可以降低一部分铁芯4的损耗，而且由于磁控变压器的其他部分材料保持不变，从而保障了磁控变压器的紧凑、占地面积小和经济性的优点。

本申请的一些实施例中，对上述实施例提到的直流励磁绕组1进行进一步介绍，具体的，每个直流励磁绕组1上可以配有磁阀5。

可以理解的是，磁控变压器可以通过调节磁场的强弱来控制输出电压的大小,例如用于控制家用电器或工业设备中的电压。那么在直流励磁绕组1上配有磁阀5可以提供一种控制手段，以使控制人员通过控制磁阀5来实现输出电压的控制。

本申请的一些实施例中，对上述实施例提到的一次侧交流绕组2、二次侧交流绕组3与铁芯4之间的关系进行进一步介绍，具体可以为：

所述三个矩形环状的铁芯4包括第一铁芯、第二铁芯和第三铁芯。所述三个一次侧交流绕组2包括第一一次侧交流绕组、第二一次侧交流绕组以及第三一次侧交流绕组。所述三个二次侧交流绕组3包括第一二次侧交流绕组、第二二次侧交流绕组以及第三二次侧交流绕组。

其中，所述第一一次侧交流绕组和所述第一二次侧交流绕组，均缠绕于所述第一铁芯的第三边和所述第二铁芯的第四边。

所述第二一次侧交流绕组和所述第二二次侧交流绕组，均缠绕于所述第二铁芯的第三边和所述第三铁芯的第四边。

所述第三一次侧交流绕组和所述第三二次侧交流绕组，均缠绕于所述第三铁芯的第三边和所述第一铁芯的第四边。

示例如图1，正向的铁芯4为第一铁芯，左侧的铁芯4为第二铁芯，右侧的铁芯4为第三铁芯，电流为I

本申请的一些实施例中，对上述实施例提到的磁控变压器的绕组损耗进行介绍，具体的，磁控变压器的绕组损耗可以为：

其中，P

可以理解的是，由于磁控变压器是三相系统，采用Y形接线，所以交流绕组的损耗需要乘以3，同理，直流励磁绕组的损耗需要乘以6。

其中，绕组损耗P

由磁控变压器的绕组损耗计算公式可知，绕组损耗P

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间可以根据需要进行组合，且相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。