RU2199786C2 - Single-phase insulation transformer for airfield light signal systems - Google Patents

Single-phase insulation transformer for airfield light signal systems Download PDF

Info

Publication number
RU2199786C2
RU2199786C2 RU2000126581A RU2000126581A RU2199786C2 RU 2199786 C2 RU2199786 C2 RU 2199786C2 RU 2000126581 A RU2000126581 A RU 2000126581A RU 2000126581 A RU2000126581 A RU 2000126581A RU 2199786 C2 RU2199786 C2 RU 2199786C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
primary winding
magnetic
transformer
magnetic circuit
core
Prior art date
Application number
RU2000126581A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000126581A (en
Inventor
М.И. Новиков
С.В. Синцов
В.С. Дыгин
Н.С. Зубаревич
Original Assignee
Новиков Михаил Иванович
Синцов Станислав Викторович
Дыгин Виталий Сергеевич
Зубаревич Николай Степанович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Новиков Михаил Иванович, Синцов Станислав Викторович, Дыгин Виталий Сергеевич, Зубаревич Николай Степанович filed Critical Новиков Михаил Иванович
Priority to RU2000126581A priority Critical patent/RU2199786C2/en
Publication of RU2000126581A publication Critical patent/RU2000126581A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2199786C2 publication Critical patent/RU2199786C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: single-phase insulation transformer is meant to be used in electric networks with series supply of users, namely, in airfield light signal systems. Transformer includes three-leg core. Its central leg carries secondary winding. Primary winding comes in the form of two sections put on peripheral legs and so interconnected that magnetic fluxes on one direction are formed in central leg. Technical result of invention consists in reduced electromagnetic induction under idle run mode and under load with simultaneous keeping of required power in secondary winding thanks to increased magnetic flux in central leg of core. Decreased magnetic saturation and hysteresis losses in core are outcome of reduced electromagnetic induction. EFFECT: decreased magnetic saturation and hysteresis losses. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроиндукционным устройствам, и может быть применено в однофазных изолирующих трансформаторах, работающих в электрических цепях с последовательным питанием потребителей, а именно в аэродромных светосигнальных системах. The invention relates to electrical engineering, in particular to electric induction devices, and can be applied in single-phase insulating transformers operating in electrical circuits with series power supply to consumers, namely in aerodrome lighting systems.

Известные однофазные изолирующие трансформаторы, которые используют в настоящее время в светосигнальных системах гражданских аэродромов РФ, выполнены, как правило, однотипно, а именно в виде тороидального магнитопровода с первичной и вторичной обмотками. Светосигнальные системы содержат несколько (до 50) кабельных колец (гирлянд), каждое из которых представляет собой электрическую цепь высокого напряжения до 5 киловольт, состоящую из ламп (в оборке - огни), до 100 ламп в кольце, изолирующих трансформаторов и регулятора яркости, который поддерживает в цепи стабильный ток в соответствии с установленной ступенью яркости. В каждом кабельном кольце первичные обмотки всех изолирующих трансформаторов соединены между собой последовательно и подключены к регулятору яркости, а вторичные обмотки изолирующих трансформаторов в качестве источников питания подключены к лампам (Ю.С. Басов. Светосигнальные устройства, Москва, Транспорт, 1993 г.). Known single-phase isolation transformers, which are currently used in light-signal systems of civil aerodromes of the Russian Federation, are made, as a rule, of the same type, namely in the form of a toroidal magnetic circuit with primary and secondary windings. Light-signal systems contain several (up to 50) cable rings (garlands), each of which is a high-voltage electric circuit up to 5 kilovolts, consisting of lamps (in the frill - lights), up to 100 lamps in a ring, isolation transformers and a dimmer, which maintains a stable current in the circuit in accordance with the set brightness level. In each cable ring, the primary windings of all isolation transformers are interconnected in series and connected to a dimmer, and the secondary windings of isolation transformers as power sources are connected to lamps (Yu.S. Basov. Lighting devices, Moscow, Transport, 1993).

Особенностью эксплуатации изолирующих трансформаторов является их питание стабильным током, который не изменяется в зависимости от наличия или отсутствия нагрузки на вторичной обмотке трансформатора. Поэтому в случае обрыва нагрузки, например при перегорании лампы (режим холостого хода), электромагнитная индукция в магнитопроводе достигает большой величины, и в магнитопроводе наступает насыщение. Следствием насыщения является искажение синусоидальной формы тока в первичной обмотке и соответствующее расширение его частотного спектра, что приводит к резкому росту гистерезисных потерь в магнитопроводе трансформатора и, следовательно, к его разогреву и к ускоренному старению изоляции трансформатора. A feature of the operation of isolation transformers is their supply with a stable current, which does not change depending on the presence or absence of a load on the secondary winding of the transformer. Therefore, in the event of a load break, for example, when a lamp burns out (idle mode), the electromagnetic induction in the magnetic circuit reaches a large value, and saturation occurs in the magnetic circuit. Saturation results in distortion of the sinusoidal current shape in the primary winding and a corresponding expansion of its frequency spectrum, which leads to a sharp increase in hysteresis losses in the transformer magnetic circuit and, therefore, to its heating and accelerated aging of the transformer insulation.

Кроме этого, изолирующий трансформатор, работающий в режиме холостого хода, вносит в кабельное кольцо значительную дополнительную индуктивность. При перегорании каждой последующей лампы индуктивное сопротивление кабельного кольца растет, а эквивалентное активное сопротивление кабельного кольца снижается. Из-за изменения соотношения между активным и индуктивным сопротивлениями падает коэффициент мощности, поэтому для сохранения эффективного значения тока, обеспечивающего необходимую яркость оставшихся ламп посадочных огней, увеличивают напряжение на зажимах кабельного кольца. Это приводит к повышению вероятности пробоя элементов кольца. In addition, an isolating transformer operating in idle mode introduces a significant additional inductance into the cable ring. When each subsequent lamp burns out, the inductive resistance of the cable ring increases, and the equivalent active resistance of the cable ring decreases. Due to a change in the ratio between the active and inductive resistances, the power factor decreases, therefore, to maintain the effective value of the current, which ensures the necessary brightness of the remaining lamps of the landing lights, the voltage at the clamps of the cable ring is increased. This leads to an increase in the probability of breakdown of the ring elements.

Кроме того, следствием искажения синусоидальной формы тока в обмотках трансформатора в режиме холостого хода является соответствующее ему искажение напряжения на вторичной обмотке, причем значение коэффициента формы может быть значительно больше единицы. Амплитуда напряжения холостого хода на вторичной обмотке изолирующих трансформаторов может доходить до двухсот-трехсот вольт, а в импульсе (в момент обрыва нити лампы) - до полутора тысяч вольт, вследствие чего резко возрастает вероятность пробоя изоляции первичной и вторичной обмоток трансформатора. In addition, the result of distortion of the sinusoidal shape of the current in the transformer windings in idle mode is the corresponding distortion of the voltage on the secondary winding, and the value of the shape factor can be significantly greater than unity. The amplitude of the open circuit voltage on the secondary winding of isolation transformers can reach two hundred to three hundred volts, and in the pulse (at the time of breaking the lamp thread) up to one and a half thousand volts, as a result of which the probability of insulation breakdown of the primary and secondary transformer windings increases sharply.

Поскольку перегоревшие лампы в огнях светосигнальных систем заменяются только при закрытии аэропорта, т.е. не чаще одного раза в сутки, то изолирующие трансформаторы могут находиться в режиме холостого хода достаточно длительное время, что создает условия для значительного перегрева магнитопроводов и ускоренного старения изоляции, а также увеличения вероятности пробоя элементов кабельного кольца и изоляции первичной и вторичной обмоток трансформатора. Since burned out lamps in the lights of light-signal systems are replaced only when the airport is closed, i.e. no more than once a day, then isolation transformers can be in idle mode for a sufficiently long time, which creates conditions for significant overheating of magnetic cores and accelerated aging of insulation, as well as an increase in the likelihood of breakdown of cable ring elements and insulation of the primary and secondary windings of the transformer.

Недостатком известных изолирующих трансформаторов являются невысокая надежность и низкий ресурс работы, а также увеличение вероятности пробоя элементов кабельного кольца, в котором работает изолирующий трансформатор. A disadvantage of the known isolation transformers is their low reliability and low service life, as well as the increased likelihood of breakdown of the elements of the cable ring in which the isolation transformer operates.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к изобретению является однофазный изолирующий трансформатор для аэродромных светосигнальных систем, содержащий тороидальный магнитопровод, на котором установлены последовательно чередующиеся слои: изоляции, первичной обмотки, изоляции, вторичной обмотки и изоляции. Первичная обмотка подключена к регулятору яркости, который является источником стабильного тока. Вторичная обмотка подключена к потребителю: лампе огня аэродромной светосигнальной системы ("Трансформаторы изолирующие серии ИОТ". Техническое описание и инструкция по эксплуатации, БТЛИ.670111.006, 1984 г., лист 6, 7, раздел 3). The closest set of essential features to the invention is a single-phase insulating transformer for aerodrome lighting systems containing a toroidal magnetic circuit, on which successively alternating layers are installed: insulation, primary winding, insulation, secondary winding and insulation. The primary winding is connected to a dimmer, which is a source of stable current. The secondary winding is connected to the consumer: the lamp of the fire of the airfield light-signal system ("IOT series isolating transformers". Technical description and operating instructions, BTLI.670111.006, 1984, sheet 6, 7, section 3).

Недостатком известного изолирующего трансформатора являются невысокая надежность и низкий ресурс работы из-за нагрева магнитопровода и ускоренного старения изоляции. Это объясняется тем, что изолирующий трансформатор питается стабильным током, который не изменяется в зависимости от наличия иди отсутствия нагрузки на вторичной обмотке трансформатора, поэтому в режиме холостого хода электромагнитная индукция в магнитопроводе достигает большой величины, и в магнитопроводе наступает насыщение. Следствием насыщения является искажение синусоидальной формы тока в первичной обмотке и соответствующее расширение его частотного спектра, что приводит к резкому росту гистерезисных потерь в магнитопроводе трансформатора и, следовательно, к его разогреву. Поскольку у тороидального магнитопровода с многослойной обмоткой затруднен теплоотвод, то его нагрев продолжается до достижения критических температур, приводящих к ускоренному старению изоляции. A disadvantage of the known isolation transformer is its low reliability and low service life due to heating of the magnetic circuit and accelerated aging of the insulation. This is because the isolation transformer is supplied with a stable current, which does not change depending on whether there is no load on the secondary winding of the transformer, therefore, in idle mode, the electromagnetic induction in the magnetic circuit reaches a large value, and saturation occurs in the magnetic circuit. Saturation results in distortion of the sinusoidal current shape in the primary winding and a corresponding expansion of its frequency spectrum, which leads to a sharp increase in hysteresis losses in the transformer magnetic circuit and, therefore, to its heating. Since a heat sink is difficult for a toroidal magnetic circuit with a multilayer winding, its heating continues until critical temperatures are reached, leading to accelerated aging of the insulation.

Кроме этого, повышенная вероятность пробоя изоляции первичной и вторичной обмоток трансформатора в случае перегорания лампы также приводит к уменьшению его надежности и снижению ресурса работы. Вероятность пробоя обмоток объясняется искажением синусоидальной формы тока в них и соответствующим ему искажением напряжения на вторичной обмотке, причем коэффициент формы в случае перегорания лампы может быть значительно больше единицы. In addition, the increased likelihood of a breakdown in the insulation of the primary and secondary windings of the transformer in the event of a lamp burnout also leads to a decrease in its reliability and a decrease in the service life. The probability of breakdown of the windings is explained by the distortion of the sinusoidal shape of the current in them and the corresponding distortion of the voltage on the secondary winding, and the shape factor in the event of a lamp burnout can be significantly larger than unity.

Кроме этого, недостатком известного изолирующего трансформатора является повышенная вероятность пробоя элементов кабельного кольца в случае перегорания одной из ламп. Это объясняется необходимостью увеличения напряжения на зажимах кабельного кольца для сохранения эффективного значение тока, обеспечивающего необходимую яркость оставшихся ламп посадочных огней, из-за значительного увеличения индуктивности в цепи первичной обмотки трансформатора. In addition, a disadvantage of the known insulating transformer is the increased likelihood of breakdown of the elements of the cable ring in case of burnout of one of the lamps. This is explained by the need to increase the voltage at the clamps of the cable ring in order to maintain an effective current value that provides the necessary brightness of the remaining lamps of the landing lights, due to a significant increase in the inductance in the primary circuit of the transformer.

Задачей настоящего изобретения является создание однофазного изолирующего трансформатора для аэродромных светосигнальных систем, который имеет высокую надежность и увеличенный ресурс работы, а также обеспечивает в режиме холостого хода работу элементов кабельного кольца без их пробоя, а в нагруженном режиме - отбор необходимой мощности из цепи, в которой поддерживается относительно большое значение тока (8,3 А для высшей ступени яркости) без увеличения физических размеров магнитопровода. Последнее объясняется тем, что для обеспечения необходимой выходной мощности изолирующие трансформаторы для аэродромных светосигнальных систем должны иметь в первичной обмотке значительное количество витков, вследствие чего увеличивается число ампер-витков до величины, вызывающей глубокое насыщение магнитопровода. В данном случае уменьшение насыщения магнитопровода за счет увеличения его физических размеров невозможно, поскольку тогда для изолирующих трансформаторов, работающих в аэродромных светосигнальных системах, длина средней линии магнитопровода должна быть увеличена в несколько раз. The objective of the present invention is to provide a single-phase isolation transformer for aerodrome lighting systems, which has high reliability and an increased service life, and also provides idle operation of the cable ring elements without breakdown, and in the loaded mode, the selection of the required power from the circuit, in which a relatively large current value is maintained (8.3 A for the highest brightness level) without increasing the physical dimensions of the magnetic circuit. The latter is explained by the fact that in order to provide the required output power, isolation transformers for aerodrome lighting systems must have a significant number of turns in the primary winding, as a result of which the number of ampere turns increases to a value causing deep saturation of the magnetic circuit. In this case, a decrease in the saturation of the magnetic circuit due to an increase in its physical dimensions is impossible, because then for insulating transformers operating in airfield light-signal systems, the length of the center line of the magnetic circuit should be increased several times.

Технический результат настоящего изобретения заключается в уменьшении электромагнитной индукции в режиме холостого хода, а также в нагруженном режиме, но при одновременном сохранении необходимой мощности на вторичной обмотке за счет увеличения магнитного потока в центральном стержне магнитопровода. Следствием уменьшения электромагнитной индукции является уменьшение магнитного насыщения и гистерезисных потерь в магнитопроводе. The technical result of the present invention is to reduce electromagnetic induction in idle mode, as well as in loaded mode, but while maintaining the necessary power on the secondary winding due to an increase in magnetic flux in the central core of the magnetic circuit. A consequence of a decrease in electromagnetic induction is a decrease in magnetic saturation and hysteresis losses in the magnetic circuit.

Урезанный технический результат достигается тем, что в однофазном изолирующем трансформаторе, содержащем магнитопровод с первичной и вторичной обмотками, магнитопровод выполнен трехстержневым, при этом на центральном стержне установлена вторичная обмотка, а первичная обмотка содержит две секции, которые установлены на периферийных стержнях и соединены между собой с возможностью образования в центральном стержне магнитных потоков одного направления. A truncated technical result is achieved in that in a single-phase insulating transformer containing a magnetic circuit with primary and secondary windings, the magnetic circuit is made of a three-core, while the secondary winding is installed on the central rod, and the primary winding contains two sections that are mounted on peripheral rods and interconnected with the possibility of the formation in the central rod of magnetic flux in one direction.

Кроме этого, секции первичной обмотки соединены последовательно. In addition, sections of the primary winding are connected in series.

Кроме этого, секции первичной обмотки соединены параллельно. In addition, sections of the primary winding are connected in parallel.

Кроме этого, центральный стержень выполнен с площадью поперечного сечения больше, чем площадь поперечного сечения периферийного стержня. In addition, the Central rod is made with a cross-sectional area greater than the cross-sectional area of the peripheral rod.

Кроме этого, стержни магнитопровода выполнены составными по крайней мере из двух частей. In addition, the cores of the magnetic circuit are made of at least two parts.

Выполнение магнитопровода трехстержневым, а первичной обмотки из двух секций, которые размещены на периферийных стержнях, позволяет вдвое уменьшить число ампер-витков, возбуждающих электромагнитное поле в каждом периферийном стержне, что приводит к уменьшению напряженности и, следовательно, к уменьшению электромагнитной индукции в магнитопроводе. The implementation of the magnetic core is three-core, and the primary winding of two sections, which are located on the peripheral rods, allows to halve the number of ampere turns exciting the electromagnetic field in each peripheral rod, which leads to a decrease in tension and, consequently, to a decrease in electromagnetic induction in the magnetic circuit.

Соединение секций первичной обмотки с возможностью образования в центральном стержне парциальных магнитных потоков одного направления позволяет получить увеличенный магнитный поток за счет сложения парциальных потоков, что приводит к получению в нагруженном режиме необходимой выходной мощности во вторичной обмотке при уменьшенной электромагнитной индукции. The connection of the sections of the primary winding with the possibility of the formation of partial magnetic fluxes of one direction in the central rod allows one to obtain an increased magnetic flux due to the addition of partial fluxes, which leads to the necessary output power in the secondary winding in the loaded mode with reduced electromagnetic induction.

Кроме этого, поскольку часть магнитного потока, создаваемого одной из секций первичной обмотки, ответвляется в противоположный периферийный стержень трехстержневого магнитопровода, то ответвленный поток, будучи направленный навстречу магнитному потоку, создаваемому второй секцией первичной обмотки, дополнительно уменьшает электромагнитную индукцию в периферийных стержнях трехстержневого магнитопровода. In addition, since part of the magnetic flux generated by one of the sections of the primary winding branches off into the opposite peripheral rod of the three-core magnetic circuit, the branched flux, being directed towards the magnetic flux generated by the second section of the primary winding, further reduces electromagnetic induction in the peripheral rods of the three-core magnetic circuit.

Установление секций первичной обмотки на разные стержни (ярма магнитопровода свободны от обмоток) позволяет осуществить теплоотвод непосредственно от магнитопровода. Кроме этого, установление первичной и вторичной обмоток на разные стержни магнитопровода позволяет улучшить характеристики межобмоточной изоляции, а также повысить устойчивость к межобмоточному пробою. The establishment of sections of the primary winding on different rods (the yokes of the magnetic circuit are free of windings) allows for heat removal directly from the magnetic circuit. In addition, the establishment of the primary and secondary windings on different rods of the magnetic circuit can improve the characteristics of winding insulation, as well as increase resistance to winding breakdown.

Выполнение центрального стержня с площадью поперечного сечения, увеличенной по сравнению с периферийными стержнями, приводит к дополнительному уменьшению электромагнитной индукции. The implementation of the Central rod with a cross-sectional area increased in comparison with the peripheral rods, leads to an additional decrease in electromagnetic induction.

Выполнение стержней магнитопровода составными по крайней мере из двух частей, позволяет повысить технологичность изготовления трансформатора. The implementation of the cores of the magnetic circuit in at least two parts, improves the manufacturability of the manufacture of the transformer.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена электрическая схема однофазного изолирующего трансформатора с последовательным соединением секций первичной обмотки, а на фиг.2 представлена электрическая схема однофазного изолирующего трансформатора с параллельным соединением секций первичной обмотки. The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows an electrical diagram of a single-phase isolation transformer with a series connection of sections of the primary winding, and Fig. 2 shows an electrical diagram of a single-phase isolation transformer with a parallel connection of sections of a primary winding.

Трансформатор содержит трехстержневой магнитопровод 1, первичную обмотку 2 и вторичную обмотку 3. Вторичная обмотка 3 установлена на центральном стержне 4 магнитопровода 1. Первичная обмотка 2 содержит две секции 5, 6, которые выполнены одинаковыми. Секция 5 первичной обмотки 2 установлена на периферийном стержне 7 магнитопровода 1, а секция 6 первичной обмотки 2 установлена на периферийном стержне 8 магнитопровода 1. Магнитопровод 1 может быть выполнен из разрезных ленточных магнитопроводов типа ПЛВ, ШЛО или аналогичных, изготавливаемых из стали с малыми потерями. Стержни 4, 7, 8 могут быть выполнены составными по крайней мере из двух частей. Секции 5, 6 первичной обмотки 2 соединены между собой с возможностью образования в центральном стержне 4 магнитных потоков одного направления, при этом секции 5, 6 мотут быть соединены между собой последовательно (фиг.1) или параллельно (фиг. 2). Центральный стержень 4 может быть выполнен с площадью поперечного сечения большей, чем площадь поперечного сечения периферийного стержня 7, 8, например, в 2 раза, когда магнитопровод 1 выполнен из двух О-образных стержневых магнитопроводов. Вторичная обмотка 3 соединена с лампой (не показано), а первичная обмотка 2 - с источником питания (регулятором яркости - не показано). The transformer contains a three-core magnetic circuit 1, the primary winding 2 and the secondary winding 3. The secondary winding 3 is mounted on the central rod 4 of the magnetic circuit 1. The primary winding 2 contains two sections 5, 6, which are made identical. Section 5 of the primary winding 2 is installed on the peripheral rod 7 of the magnetic circuit 1, and section 6 of the primary winding 2 is installed on the peripheral rod 8 of the magnetic circuit 1. Magnetic circuit 1 can be made of split tape magnetic circuits such as PLV, SLO or the like, made of steel with low losses. The rods 4, 7, 8 can be made of at least two parts. Sections 5, 6 of the primary winding 2 are interconnected with the possibility of the formation in the central shaft 4 of magnetic fluxes of the same direction, while sections 5, 6 can be connected together in series (Fig. 1) or in parallel (Fig. 2). The Central rod 4 can be made with a cross-sectional area greater than the cross-sectional area of the peripheral rod 7, 8, for example, 2 times, when the magnetic core 1 is made of two O-shaped rod magnetic cores. The secondary winding 3 is connected to a lamp (not shown), and the primary winding 2 to a power source (brightness control - not shown).

Однофазный изолирующий трансформатор работает следующим образом. Single-phase isolation transformer operates as follows.

В режиме холостого хода при протекании тока через секцию 5 первичной обмотки 2 в периферийном стержне 7 возникает электромагнитное поле с магнитным потоком, который разветвляется на парциальные магнитные потоки: в центральный стержень 4 и в периферийный стержень 8. При протекании тока через секцию 6 первичной обмотки 2 в периферийном стержне 8 возникает электромагнитное поле с магнитным потоком, который разветвляется на парциальные потоки: в центральный стержень 4 и в периферийный стержень 7. При этом в центральном стержне 4 парциальные магнитные потоки от электромагнитных полей, создаваемых секциями 5 и 6 первичной обмотки 2, в периферийных стержнях 7, 8 имеют одно направление, что обеспечивает их суммирование, т.е. увеличение величины магнитного потока. В периферийном стержне 7 парциальный магнитный поток, создаваемый секцией 6 первичной обмотки 2 при протекании через нее тока, вычитается из магнитного потока, создаваемого секцией 5 первичной обмотки 2, что приводит к уменьшению магнитного потока и магнитной индукции в периферийном стержне 7 и в ярмах, соединяющих стержень 7 с центральным стержнем 4. В периферийном стержне 8 парциальный магнитный поток, создаваемый секцией 5 первичной обмотки 2 при протекании через нее тока, вычитается из магнитного потока, создаваемого секцией 6 первичной обмотки 2, что приводит к уменьшению магнитного потока и магнитной индукции в периферийном стержне 8 и в ярмах, соединяющих стержень 8 с центральным стержнем 4. Уменьшение магнитной индукции в стержнях 7 и 8 и в ярмах магнитопровода 1 приводит к уменьшению индуктивности первичной обмотки 2 и к уменьшению гистерезисных потерь. In idle mode, when the current flows through section 5 of the primary winding 2 in the peripheral rod 7, an electromagnetic field with a magnetic flux arises, which branches into partial magnetic fluxes: to the central rod 4 and to the peripheral rod 8. When current flows through section 6 of the primary winding 2 an electromagnetic field with a magnetic flux arises in the peripheral rod 8, which branches into partial flows: into the central rod 4 and into the peripheral rod 7. In this case, partial magnets in the central rod 4 tnye flows from electromagnetic fields produced by the sections 5 and 6 of the primary winding 2, in the peripheral rods 7, 8 in the same direction, which ensures their sum, i.e., increase in magnetic flux. In the peripheral rod 7, the partial magnetic flux generated by section 6 of the primary winding 2 when current flows through it is subtracted from the magnetic flux generated by section 5 of the primary winding 2, which reduces the magnetic flux and magnetic induction in the peripheral rod 7 and in yokes connecting rod 7 with a central rod 4. In the peripheral rod 8, the partial magnetic flux generated by section 5 of the primary winding 2 when current flows through it is subtracted from the magnetic flux generated by section 6 of the primary coils 2, which leads to a decrease in magnetic flux and magnetic induction in the peripheral rod 8 and in the yokes connecting the rod 8 to the central rod 4. A decrease in magnetic induction in the rods 7 and 8 and in the yokes of the magnetic circuit 1 leads to a decrease in the inductance of the primary winding 2 and reduction of hysteresis losses.

Под действием магнитного потока, протекающего через центральный стержень 4, во вторичной обмотке 3 наводится ЭДС, величина которой пропорциональна сумме парциальных магнитных потоков от секций 5 и 6 первичной обмотки 2. При подключении нагрузки к зажимам вторичной обмотки 3 по цепи начинает протекать ток, и в центральном стержне 4 создается магнитный поток, разветвляющийся на два парциальных магнитных потока, один из которых ответвляется в периферийный стержень 7, а второй - в периферийный стержень 8. Парциальные магнитные потоки, создаваемые током вторичной обмотки 3, в соответствии с законом Ленца направлены навстречу магнитным потокам, создаваемым секциями 5 и 6 первичной обмотки 2, что приводит к уменьшению магнитных потоков в магнитопроводе 1. Под действием парциального магнитного потока, создаваемого вторичной обмоткой 3 в периферийном стержне 7, в секции 5 первичной обмотки 2 наводится ЭДС, противоположная по фазе падению напряжения, создаваемому на этой секции током, протекающим через первичную обмотку 2, что приводит к уменьшению падения напряжения на секции 5 первичной обмотки 2. Под действием парциального магнитного потока, создаваемого вторичной обмоткой 3 в периферийном стержне 8, в секции 6 первичной обмотки 2 наводится ЭДС, противоположная по фазе падению напряжения, создаваемому на этой секции током, протекающим через первичную обмотку, что привадит к уменьшению падения напряжения на секции 6 первичной обмотки 2. В результате общее падение напряжения на первичной обмотке 2 уменьшается по сравнению с режимом холостого хода. Under the action of a magnetic flux flowing through the central rod 4, an EMF is induced in the secondary winding 3, the magnitude of which is proportional to the sum of the partial magnetic fluxes from sections 5 and 6 of the primary winding 2. When the load is connected to the terminals of the secondary winding 3, a current begins to flow through the circuit, and the central rod 4 creates a magnetic flux branching into two partial magnetic fluxes, one of which branches into the peripheral rod 7, and the second into the peripheral rod 8. Partial magnetic flux generated the current of the secondary winding 3, in accordance with the Lenz law directed towards the magnetic flux generated by sections 5 and 6 of the primary winding 2, which reduces the magnetic flux in the magnetic circuit 1. Under the influence of the partial magnetic flux generated by the secondary winding 3 in the peripheral rod 7, in section 5 of the primary winding 2 induces an EMF that is opposite in phase to the voltage drop created in this section by the current flowing through the primary winding 2, which reduces the voltage drop across section 5 of the primary coils 2. Under the influence of the partial magnetic flux generated by the secondary winding 3 in the peripheral rod 8, in the section 6 of the primary winding 2, an EMF is induced, which is opposite in phase to the voltage drop created by the current flowing through the primary winding in this section, which will lead to a decrease in the voltage drop on section 6 of the primary winding 2. As a result, the total voltage drop across the primary winding 2 is reduced compared with the idling mode.

При условии одинакового количества витков первичных обмоток, одинакового тока в них и одинакового сечения магнитопроводов известного однофазного изолирующего трансформатора с тороидальным магнитопроводом и заявленного однофазного изолирующего трехстержневого трансформатора:
- напряженность магнитного поля в магнитопроводе трехстержневого трансформатора меньше, чем у тороидального, поскольку в каждом из периферийных стержней это поле создается только секцией первичной обмотки. Напряженность магнитного поля в центральном стержне может задаваться путем выбора площади его сечения. Например, при выполнении магнитопровода из двух ленточных О-образных сердечников (типа ПЛ, ПЛВ или аналогичных) напряженность оказывается такой же, как в периферийных стержнях. Это приводит к соответствующему снижению гистерезисных потерь, возникающих в режиме холостого хода при питании первичной обмотки стабильным током. Магнитный поток, который наводит ЭДС во вторичной обмотке центрального стержня, будучи пропорциональным площади его сечения, оказывается такой же величины, что и у сравниваемого тороидального трансформатора;
- каждый виток вторичной обмотки тороидального трансформатора взаимодействует с переменным магнитным полем магнитопровода, проходя через отверстие в магнитопроводе, только один раз, в то время как у трехстержневого трансформатора - два раза. В результате необходимое количество витков вторичной обмотки у трехстержневого трансформатора оказывается вдвое меньше, чем у сравниваемого тороидального трансформатора.
Provided that the same number of turns of the primary windings, the same current in them and the same cross section of the magnetic circuits of a known single-phase insulating transformer with a toroidal magnetic circuit and the claimed single-phase insulating three-core transformer:
- the magnetic field strength in the magnetic core of a three-rod transformer is less than that of a toroidal one, since in each of the peripheral rods this field is created only by the primary winding section. The magnetic field strength in the central rod can be set by selecting its cross-sectional area. For example, when performing a magnetic circuit of two tape O-shaped cores (such as PL, PLV or similar), the tension is the same as in the peripheral rods. This leads to a corresponding reduction in hysteresis losses that occur during idling when the primary winding is supplied with a stable current. The magnetic flux, which induces the EMF in the secondary winding of the central rod, being proportional to its cross-sectional area, turns out to be the same magnitude as that of the compared toroidal transformer;
- each turn of the secondary winding of the toroidal transformer interacts with the alternating magnetic field of the magnetic circuit, passing through the hole in the magnetic circuit, only once, while a three-rod transformer - two times. As a result, the required number of turns of the secondary winding of the three-rod transformer is half that of the compared toroidal transformer.

Claims (5)

1. Однофазный изолирующий трансформатор для аэродромных светосигнальных систем, содержащий магнитопровод с первичной и вторичной обмотками, отличающийся тем, что магнитопровод выполнен трехстержневым, при этом на центральном стержне установлена вторичная обмотка, а первичная обмотка содержит две секции, которые установлены на периферийных стержнях и соединены между собой с возможностью образования в центральном стержне магнитных потоков одного направления. 1. A single-phase insulating transformer for aerodrome lighting systems, containing a magnetic circuit with primary and secondary windings, characterized in that the magnetic circuit is made of three rods, while the secondary winding is installed on the central rod, and the primary winding contains two sections that are mounted on peripheral rods and connected between with the possibility of the formation in the central rod of magnetic fluxes of one direction. 2. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что секции первичной обмотки соединены последовательно. 2. The transformer according to claim 1, characterized in that the sections of the primary winding are connected in series. 3. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что секции первичной обмотки соединены параллельно. 3. The transformer according to claim 1, characterized in that the sections of the primary winding are connected in parallel. 4. Трансформатор по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что центральный стержень выполнен с площадью поперечного сечения большей, чем площадь поперечного сечения периферийного стержня. 4. The transformer according to claim 1, or 2, or 3, characterized in that the Central rod is made with a cross-sectional area greater than the cross-sectional area of the peripheral rod. 5. Трансформатор по п. 1, или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что стержни магнитопровода выполнены составными, по крайней мере, из двух частей. 5. The transformer according to claim 1, or 2, or 3, or 4, characterized in that the magnetic core rods are made of at least two parts.
RU2000126581A 2000-10-24 2000-10-24 Single-phase insulation transformer for airfield light signal systems RU2199786C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000126581A RU2199786C2 (en) 2000-10-24 2000-10-24 Single-phase insulation transformer for airfield light signal systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000126581A RU2199786C2 (en) 2000-10-24 2000-10-24 Single-phase insulation transformer for airfield light signal systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000126581A RU2000126581A (en) 2002-09-10
RU2199786C2 true RU2199786C2 (en) 2003-02-27

Family

ID=20241301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000126581A RU2199786C2 (en) 2000-10-24 2000-10-24 Single-phase insulation transformer for airfield light signal systems

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2199786C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8847719B2 (en) * 2008-07-25 2014-09-30 Cirrus Logic, Inc. Transformer with split primary winding

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БАСОВ Ю.С. Светосигнальные устройства. - М.: Транспорт, 1993, с.203, 207. *
КОПЫЛОВ И.П. Электрические машины. - М.: Энергоатомиздат, 1986, с.119-120, рис.2.69. *
с.1 абз. 1-3, фиг.1. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8847719B2 (en) * 2008-07-25 2014-09-30 Cirrus Logic, Inc. Transformer with split primary winding

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4613841A (en) Integrated transformer and inductor
RU2374713C2 (en) Planar high-voltage transformer
JP2007507855A (en) Current distribution method and apparatus for operating a plurality of CCF lamps
US2404254A (en) Electrical apparatus
US2354879A (en) Electrical system and apparatus
RU2199786C2 (en) Single-phase insulation transformer for airfield light signal systems
RU25367U1 (en) SINGLE-PHASE INSULATING TRANSFORMER FOR AERODROME LIGHT-SIGNAL SYSTEMS
US9136054B1 (en) Reduced leakage inductance transformer and winding methods
US4349768A (en) Method for starting and operating a preheat type fluorescent lamp
JPH05198446A (en) High voltage transformer
RU2622844C1 (en) Resonant parametric oscillator and method of electrical excitation of oscillations in parametric resonance generator
US3111637A (en) High reactance transformer
US6426610B1 (en) Controlled ferroresonant constant current source
RU2622845C2 (en) Device and method of electric signals amplification (versions)
US2630478A (en) Laminated magnetic core for fluorescent ballast systems
US4654563A (en) Fluorescent lamp ballast
US4123690A (en) Discharge lamp ballast circuit
RU28278U1 (en) SINGLE-PHASE INSULATING TRANSFORMER FOR AERODROME LIGHT-SIGNAL SYSTEMS
RU2622847C2 (en) Strebkov's device and method of electric signal amplification (versions)
RU2599728C2 (en) Dry-type transformer
RU2758500C1 (en) Electric heating device
RU189077U1 (en) Cascade Power Transformer
RU2817038C1 (en) Converter transformer
RU2141888C1 (en) Power source for arc welding
RU2063314C1 (en) Arc welding supply source

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20061025