CN2773870Y - 大功率ups带漏感双铁芯隔离变压器 - Google Patents

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方旺华
方木松
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Dongguan Kewang Technology Co., Ltd.
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Abstract

本实用新型涉及变压器技术领域，特指一种大功率UPS带漏感双铁芯隔离变压器。该变压器的主铁芯为上、下横轭开隙漏感结构，主铁芯与副铁芯为隔离设置，次级线圈绕在里层，且采用跨相Z接法，初级线圈绕在外层，连结组别采用DZn6。本实用新型可准确依据漏感量降低Br磁感强度参数，次级线圈采用跨相Z接法，三相输出电压平衡度达0.25％，三相电阻误差率小于0.3％，同时有通风结构，温度保护良好，噪音低，绝缘等级H级，并符合安规IEC－742，IEC204－1，IEC947－1。

Description

大功率UPS带漏感双铁芯隔离变压器
技术领域：
本实用新型涉及变压器技术领域，特指一种大功率UPS带漏感双铁芯隔离变压器。
背景技术：
传统在线式UPS结构原理如图1所示，其主要部分为：可控硅整流器+电池直流母线+IGBT逆变器+升压变压器，即第三代传统在线式UPS。现在中外市场上各厂家的机型，特别是中大功率UPS都是这种结构的双变换在线式结构。随着IGBT技术的不断成熟，在90年代中期，中大型的UPS普遍采用这种结构。与其它结构的UPS相比较，它将瞬间、谐波、电压波动、频率波动及电压噪音等电网干扰阻挡在负载之前。
传统在线式UPS结构中，变压器必不可少，由于整流变压器环节均为低压环节，因此在输出侧必须有升压变压器作为输出电压的调整。
世界上著名UPS厂商美国EMERSON对输出变压器要求很高，主要表现在技术指标上：
1、对变压器设计要求有漏感，并且其电感具有很好线性；
2、高效率，低噪音，在整流负载满载的情况下，比满载阻性噪音不得大于5dB(A)；
3、要有加重电路，提高峰电流系数达1∶5；
4、要求三相平衡输出达0.25％；
5、三相相电阻不平衡率＜0.5％
6、绝缘等级H级，温升小于100℃；
7、零序阻抗与短路阻抗、空载电流为特定值；
8、结构尺寸与外观要求严格；
9、安全标准和电气性能符合欧美安规和IEC-742，IEC204-1及IEC947-1等标准。
国内大功率UPS都在30KVA以下，其技术方案如前所述，国内厂家采用一般的电子变压器，都存在如下问题：
1、需要专门设计进线电感，空载电流特定值达不到要求；
2、特定零序与短路阻抗达不到要求；
3、输出电压线平衡度达不到要求；
4、热设计也达不到要求；
5、H级绝缘达不到要求；
6、欧洲安规达不到要求。
综上所述，为配合国际大公司的UPS生产(如美国XX inc、日本XX inc及台湾UPS生产厂商等)要求，必须采用高新技术和相应的新材料设计带漏感的双芯隔离变压器，使其产品的电气指标达到要求，并且要有良好的热设计、H绝缘和符合欧美的IEC-742，IEC204-1，IEC947-1等标准。
发明内容：
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种大功率UPS带漏感双铁芯隔离变压器，其起到隔离、降压、移相的作用，并满足相应的安规要求。
为达到上述目的，本实用新型通过如下技术方案实现：变压器的主铁芯为上、下横轭开隙漏感结构，主铁芯与副铁芯为隔离设置，所述主铁芯与副铁芯上的线圈包括有初级线圈和次级线圈，次级线圈绕在里层，且采用跨相Z接法，初级线圈绕在外层，连结组别采用DZn6，主铁芯与副铁芯的外侧结合有通风条结构。
作为上述技术方案的改进，所述副铁芯采用三柱二十一槽隙铁芯，所述变压器在原边内置有集成电感器，且变压器的空载电流为额定输入电流的20％。
本实用新型之主铁芯为上、下横轭开隙漏感结构，可准确依据漏感量降低Br磁感强度参数，次级线圈采用跨相Z接法，三相输出电压平衡度达0.25％，三相电阻误差率小于0.3％，同时有通风结构，温度保护良好，噪音低，绝缘等级H级，并符合安规IEC-742，IEC204-1，IEC947-1。
附图说明：
附图1为传统在线式UPS结构原理图；
附图2为本实用新型的电原理图；
附图3为本实用新型的主视图；
附图4为本实用新型的侧视图；
附图5为主、副铁芯绕制图；
附图6为本实用新型的线包图。
具体实施方式：
见附图2～6所示，本实用新型主要包括有主铁芯10、副铁芯20，其中主铁芯10采用芯片不对插，上、下横轭开隙漏感结构，芯柱设有气隙，副铁芯20采用三柱二十一槽隙铁芯，主铁芯10与副铁芯20为隔离设置。所述主铁芯10与副铁芯20上的线圈包括有初级线圈和次级线圈，次级线圈绕在里层，且采用跨相Z接法，初级线圈绕在外层，连结组别采用DZn6，主铁芯10与副铁芯20的外侧结合有通风条结构30，具有良好的热设计。
本实用新型生产工艺流程包括有成型骨架、绕线、插片、变压器成型、浸烘、整机装配、调试、检验及入库，其中绕线、插片、浸烘、调试最为关键，决定整机的性能。
使用时，该变压器应用在国际大公司UPS整流器前端，起到隔离、降压、移相的作用。由于UPS的母线要求与电网隔离，且母线电压定义范围比较低，(一般为187DC～280VDC)，而前端电网的输入电压范围是较高(一般为380V-15％～+20％)，因此需要通过该变压器实现隔离并降压，以满足整流器对输入电压范围的要求。同时，为实现整流器控制上的稳定，要求变压器输出的相电压超前30度。变压器在原边内置集成电感器(大小由短路阻抗决定)，以利于可控硅整流器的换相及抑制UPS上电时的变压器冲击电流。变压器输入电压频率的基波分量为50Hz，输出端直接接三相晶闸管整流桥，流过变压器电流为非线性的脉动电流，含有丰富的谐波成份，降低谐波影响，变压器采用DY型，同时考虑到移相上的要求，变压器DY11连接。
本实用新型的主要参数如下(以100K为例)：
   N0.   名称     测量端    测量值    测试条件
1 空载输出电压     a-bb-cc-a 270±4V    输入端：A-B，B-C，C-A为380V
2 额定负载电压     a-bb-cc-a 270V±5％    输入端：A-B，B-C，C-A为380V，输出加100KVA阻性负载
   3   额定视在功率     100KVA
   4   额定负载电流     220.4A
   5   接线方法     Dy11
   6   平均空载损耗               ≤500W
   7   温升     线圈内最热点    100℃
   8   效率               ＞0.97
9 短路阻抗 A、B、C    (18±2)％(等效于每个原边绕组电感量为2.75mH)
   10   空载电流     A、B、C    10-16A
   11   绝缘等级     H
12 抗电强度     初，次→地次→初    漏电流＜20mA    3000V，60S3000V，60S
   13   匝比     初:次
14   空载任意输出两相电压之差 1V
短路阻抗测试与计算短路次级n、a、b、c，让次级B相线电流达到220.4A，测试出此时初级A、B、C的三相的平均电压U。
短路阻抗＝(U/380)×100％
变压器的空载电流为额定输入电流的20％。

Claims (5)

1、大功率UPS带漏感双铁芯隔离变压器，其特征在于：该变压器的主铁芯(10)为上、下横轭开隙漏感结构，主铁芯(10)与副铁芯(20)为隔离设置，所述主铁芯(10)与副铁芯(20)上的线圈包括有初级线圈和次级线圈，次级线圈绕在里层，且采用跨相Z接法，初级线圈绕在外层，连结组别采用DZn6。
2、根据权利要求1所述的大功率UPS带漏感双铁芯隔离变压器，其特征在于：所述主铁芯(10)与副铁芯(20)的外侧结合有通风条结构(30)。
3、根据权利要求1或2所述的大功率UPS带漏感双铁芯隔离变压器，其特征在于：所述副铁芯(20)采用三柱二十一槽隙铁芯。
4、根据权利要求1所述的大功率UPS带漏感双铁芯隔离变压器，其特征在于：所述变压器在原边内置有集成电感器。
5、根据权利要求1所述的大功率UPS带漏感双铁芯隔离变压器，其特征在于：所述变压器的空载电流为额定输入电流的20％。
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