技术领域
[0001] 本
发明涉及交流电源转换器领域，尤其涉及一种三相变单相交流电源转换器。
背景技术
[0002] 目前，三相交流发电和供电系统具有供电均衡、效率高、省材料、造价低等优点，世界各国的电
力系统普遍采用三相交流电，发
电机普遍采用三相交流电机，工业用电多采用三相的用电器具。然而民用电器如照明、小型电动工具、生活电器等需要单相交流电供电，通常的做法是使用三相交流电中的一根相线和三相四线制中的中性线为居民供电。
[0003] 三相交流电变换为单相交流电还有以下三种常见的技术方法：(1)采用电力
电子装置经过三相整流变为直流电，再经逆变把直流电变为单相交流电；(2)用三相
电动机带动单相发电机，除特殊场合外如
船舶靠岸后驳接岸上电源很少使用；(3)采用LC移相装置使三相电变为单相交流电。
[0004] 但现有方法分别具有如下问题：使用三相交流电中的一根相线和三相四线制中的中性线为居民供电，这容易引起三相供电
不平衡、损耗加大、发生触漏电事故；采用电力电子装置把三相交流电转换为单相交流电的方法由于逆变时采用
开关器件引入高频谐波、增大了损耗；用三相电动机带动单相发电机，存在成本高、损耗大的问题；采用LC移相装置当负载发生变化时，LC移相装置内有环流，发热严重，系统效率下降。
发明内容
[0005] 针对上述
现有技术中的不足，本发明提供一种三相变单相交流电源转换器，满足居民用电的实际需要，并具有提高转换效率，降低高次谐波，提高供电的安全性的优点。
[0006] 为了实现上述目的，本发明提供一种三相变单相交流电源转换器，包括一壳体、一初级
铁芯、一三相交流输入
电路、一次级铁芯、一单相交流输出电路和一
中轴，所述初级铁芯形成多个初级绕组槽，所述三相交流输入电路在各所述初级绕组槽内分别缠绕形成一初级绕组；所述次级铁芯形成多个次级绕组槽，所述单相交流输出电路在各所述次级绕组槽内分别缠绕形成一次级绕组；所述次级铁芯套设固定于所述中轴外围，所述初级铁芯和所述中轴固定于所述壳体，所述初级铁芯间隙套设于所述次级铁芯外，且所述初级铁芯与所述次级铁芯的圆心重合。
[0007] 优选地，所述三相交流输入电路包括三个初级绕组，所述三相交流输入电路采用星型连接方式或三
角形连接方式。
[0008] 优选地，所述单相交流输出电路包括一次级绕组，所述次级绕组的两端分别连接一单相交流输出端。
[0009] 优选地，所述初级绕组和所述次级绕组的
匝数比为：1.5：1。
[0010] 优选地，所述初级绕组槽的个数为三的倍数，且所述三个初级绕组分别通入时间0
相位互差120的对称三相
电流，各所述初级绕组空间互呈120°电角度。
[0011] 优选地，所述次级绕组采用正弦绕组。
[0012] 优选地，所述初级铁芯与所述次级铁芯间形成的一间隙的距离为0.3mm。
[0013] 优选地，所述壳体的两端分别形成一连接套筒，所述中轴的两端分别插设于所述连接套筒内并通过所述连接套筒部分伸出所述壳体外，所述连接套筒和所述中轴的两端形成相互配合的连接结构，所述中轴的两端和所述壳体通过所述连接结构相互固定。
[0014] 优选地，所述连接套筒分别形成一连接孔，所述中轴的两端分别形成多个螺孔，所述螺孔沿所述中轴的周向均匀分布且所述螺孔的
位置与所述连接孔的位置对应；所述连接结构包括所述连接孔、所述螺孔和两
螺栓，所述螺栓穿设于所述连接孔和所述螺孔内并与所述螺孔螺接固定。
[0015] 本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
[0016] 壳体对整个装置起
支撑和保护作用。初级铁芯间隙套设于次级铁芯外的结构，方便制造时的绕组嵌线，在运行时也利于
散热。初级铁芯、初级绕组、次级绕组和次级铁芯的配合实现了三相交流电至单相交流电的转换。多个螺孔沿中轴的周向均匀分布的结构，实现了可以根据需要通过转动中轴，来改变输出单相交流电相对于三相交流电的相位。
[0017] 另外，本发明将三相绕组对称置于初级铁芯，使三相负载均衡，应用基于法拉第
电磁感应定律从次级绕组获得单相
电能，具有谐波含量低、安全可靠为民用设施供电的优点；同时可利用电机技术领域成熟生产工艺便于加工制造，具有装置制造简单、成本低、运行效率高的优点，是三相变单相交流电源转换中非常有前景的产品，具有潜在的应用价值。
附图说明
[0018] 图1为本发明
实施例的三相变单相交流电源转换器的截面图；
[0019] 图2为本发明实施例的三相变单相交流电源转换器的外部结构示意图；
[0020] 图3为图2的A-A截面图；
[0021] 图4为本发明实施例的三相交流输入电路和单相交流输出电路的电路图。
具体实施方式
[0022] 下面根据附图1～图4，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。
[0023] 请参阅图1和图4，本发明实施的一种三相变单相交流电源转换器，包括一壳体1、一初级铁芯2、一三相交流输入电路3、一次级铁芯4、一单相交流输出电路5和一中轴6，初级铁芯2形成多个初级绕组槽21，三相交流输入电路3在各初级绕组槽21内分别缠绕形成一初级绕组31；次级铁芯4形成多个次级绕组槽41，单相交流输出电路5在各次级绕组槽41内分别缠绕形成一次级绕组51；次级铁芯4套设固定于中轴6外围，初级铁芯2和中轴6固定于壳体1，初级铁芯2间隙套设于次级铁芯4外，且初级铁芯2与次级铁芯4的圆心重合。
[0024] 工作时，初级铁芯2和次级铁芯4之间无相对运动。当通入三相交流电时，在初级铁芯2和次级铁芯4中产生旋转
磁场。
[0025] 壳体1对整个装置起支撑和保护作用。初级铁芯2间隙套设于次级铁芯4外的结构，方便制造时的绕组嵌线，在运行时也利于散热。
[0026] 三相交流输入电路3包括三个初级绕组31，三相交流输入电路3采用星型连接方式或
三角形连接方式。
[0027] 单相交流输出电路5包括一次级绕组51，次级绕组51的两端分别连接一单相交流输出端L1、L2。
[0028] 本实施例中，初级绕组31和次级绕组51的匝数比为：1.5：1。可适应三相380V低压交流电转换为单相220V民用交流电。
[0029] 初级绕组槽21的个数为三的倍数，且三个初级绕组31空间互呈120°电角度。
[0030] 次级绕组51采用正弦绕组51。通电时，在旋转磁场作用下次级绕组51中产生按正弦规律变化的感应电动势，当外接负载时可输出单相交流电能。
[0031] 初级铁芯2与次级铁芯4间形成的一间隙的距离为0.3mm。
[0032] 请参阅图2和图3，壳体1的两端分别形成一连接套筒12，中轴6的两端分别插设于连接套筒12内并通过连接套筒12部分伸出壳体1外，连接套筒12和中轴6的两端形成相互配合的连接结构，中轴6的两端和壳体1通过连接结构相互固定。
[0033] 连接套筒12内径与中轴6外径配合，中轴6与连接套筒12之间可实现少摩擦转动。
[0034] 本实施例中，连接套筒12分别形成一连接孔121，中轴6的两端分别形成多个螺孔61，螺孔61沿中轴6的周向均匀分布且螺孔61的位置与连接孔121的位置对应；连接结构包括连接孔121、螺孔61和两螺栓7，螺栓7穿设于连接孔121和螺孔61内并与螺孔61螺接固定。
[0035] 多个螺孔61沿中轴6的周向均匀分布的结构，使得本实施例的三相变单相交流电源转换器可以根据需要通过转动中轴6，来改变输出单相交流电相对于三相交流电的相位。
[0036] 请参阅图1～4，连接结构的采用保证了工作时，保证工作时初级铁芯2和次级铁芯4之间无相对运动。
[0037] 本实施例中，初级绕组31采用三相对称设计，彻底克服了采用传统三相四线制中单相供单时可能出现的三相之间的不平衡、三相内部的环流损耗以及触漏电事故的频繁发生；运行原理基于法拉第电磁感应定律，也不存在电力电子装置的三相/单相变换器的高频谐波及其损耗；与三相电动机带动单相发电机的单相供电相比成本降低50％以上，不存在LC移相装置当负载发生变化时内部的环流、发热严重、系统效率下降的问题。
[0038] 另外，本实施例应用三相电动机的理论产生旋转磁场，应用
变压器的理论实现电能由初级到次级的转换传递，在一种装置中用到两种理论。还具有谐波含量低、安全可靠为民用设施供电的优点；同时可利用电机技术领域成熟生产工艺便于加工制造，具有装置制造简单、成本低、运行效率高的优点，是三相变单相交流电源转换中非常有前景的产品，具有潜在的应用价值。
[0039] 以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附
权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
