RO128451A2

RO128451A2 - Transformer for continuous voltage control

Info

Publication number: RO128451A2
Application number: ROA201101068A
Authority: RO
Inventors: Dorel Cernomazu; Leon Mandici; Adrian Graur; Iulian Baciu; Elena-Daniela Olariu; Mihai Raţă; Laurenţiu Dan Milici; Mariana Rodica Milici; Cristina Prodan; Ilie Romaniuc
Original assignee: Universitatea "Ştefan Cel Mare" Din Suceava
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2013-05-30

Abstract

The invention relates to a transformer with secondary rotary winding, meant for continuous control of the voltage in the electric drive or for performing some tests requiring a continuous and precise control of the voltage. According to the invention, the transformer consists of four elementary magnetic modules (M1, M2, M3, M4), each representing a plane mono-phased magnetic system with two columns (1, 1') and two front yokes (2, 2'), the modules (M1, M2, M3, M4) are joined by means of a composed central column whereon there is placed a secondary rotary winding, while the primary winding divided into four serially connected coils (3, 3', 3'', 3'') is distributed along the exterior columns of the component ferromagnetic modules; some steel sheets (5, 5', 5'', 5'') of the lower front yokes are involved in the secondary current circuit, by means of a rotary brush (PR) integral with the lower extremity of the rotary winding, and also by means of some collecting plates (6, 6', 6'', 6'') mounted on the opposite side of the yoke and in contact with the steel sheets (5, 5', 5'', 5'') of the yokes, and the four collecting plates (6, 6', 6'', 6'') are connected to one another and to one of the secondary circuit terminals, while the other is connected to a sliding brush (PG) of the rotary winding.

Description

Transformator pentru reglarea continuă a tensiuniiTransformer for continuous voltage regulation

Invenția se referă la un transformator cu înfășurare secundară rotitoare, destinat reglării continue a tensiunii în acționările electrice sau pentru efectuarea unor probe și încercări electrice.The invention relates to a transformer with a rotating secondary winding, intended for the continuous regulation of the voltage in the electric drives or for carrying out electrical tests and trials.

în scopul reglării continue a tensiunii este cunoscută o soluție (CERNOMAZU, D.; DAVIDOV, V.; MĂCINCĂ, I. Transformator cu reglajul continuu al tensiunii sub sarcină. Brevet RO, nr. 67620.) reprezentată printr-un transformator electric monofazat, cu sistem magnetic în manta, care poartă pe coloană, într-o poziție concentrică, o înfășurare primară fixă și o înfășurare secundară rotitoare și unde colectarea și distribuția curentului secundar către circuitul de utilizare se realizează printr-un sistem colector care implică o perie rotitoare solidară cu înfășurarea secundară rotitoare, precum și tolele jugurilor frontale, care, prin intermediul periei rotitoare și a unei plăci colectoare fixe, sunt introduse succesiv în circuit.for the purpose of continuous voltage regulation a solution is known (CERNOMAZU, D .; DAVIDOV, V .; MĂCINCĂ, I. Transformer with continuous voltage regulation under load. Patent RO, no. 67620.) represented by a single-phase electrical transformer, with magnetic system in the jacket, which carries on the column, in a concentric position, a fixed primary winding and a rotating secondary winding and where the collection and distribution of the secondary current to the use circuit is done by a collector system involving a solid rotating brush with the rotating secondary winding, as well as the sheets of the front yokes, which, by means of the rotating brush and a fixed collector plate, are successively introduced into the circuit.

Soluția descrisă prezintă dezavantajul că în cadrul unei rotații complete a înfășurării rotitoare prezintă doar două domenii de variație corespunzătoare celor două juguri frontale ale sistemului magnetic fapt care accentuează deformarea curbei de variație a tensiunii secundare.The described solution has the disadvantage that in a complete rotation of the rotating winding it has only two domains of variation corresponding to the two front yokes of the magnetic system, which accentuates the deformation of the variation curve of the secondary voltage.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în ameliorarea formei curbei de variație a tensiunii secundare, prin reducerea gradului de deformare.The technical problem solved by the invention consists in improving the shape of the secondary voltage variation curve, by reducing the degree of deformation.

Transformatorul pentru reglarea continuă a tensiunii, conform invenției înlătură dezavantajul menționat prin aceea că este constituit în principal, din patru module elementare fiecare reprezentând, în fapt, un sistem magnetic monofazat plan, cu coloane și care module sunt reunite printr-o coloană centrală pe care este amplasată o înfășurare secundară rotitoare în timp ce celelalte coloane sunt amplasate spre exterior, în plane diferite purtând secțiunileThe transformer for continuous voltage regulation according to the invention removes the disadvantage mentioned by the fact that it consists mainly of four elementary modules each representing, in fact, a flat single-phase magnetic system, with columns and which modules are joined by a central column on which a rotating secondary winding is placed while the other columns are placed outwards, in different planes bearing the sections

C\“2O1 1 - 0 1 0 6 8 -2 6 ΊΟ- 2011 unei înfășurări primare considerată imobilă și unde tolele jugurilor frontale inferioare sunt implicate succesiv, în circuitul secundar prin intermediul unei perii rotitoare ce face corp comun cu înfășurarea secundară rotitoare, și prin intermediul unor plăci colectoare montate în partea opusă a jugului și în contact galvanic cu tole de jug, după care sunt legate împreună la una din bornele circuitului de utilizare.C \ “2O1 1 - 0 1 0 6 8 -2 6 ΊΟ- 2011 of a primary winding considered immovable and where the sheets of the lower front yokes are involved successively, in the secondary circuit by means of a rotating brush forming a common body with the rotating secondary winding, and by means of collector plates mounted on the opposite side of the yoke and in galvanic contact with yoke plates, after which they are connected together at one of the terminals of the circuit of use.

Invenția prezintă următoare avantaje:The invention has the following advantages:

simplitate constructivă;constructive simplicity;

ameliorarea formei curbei de variație a tensiunii secundare.improving the shape of the secondary voltage variation curve.

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției în legătură cu fig.l, fig.2, fig.3, fig.4, fig.5, fig.6 care reprezintă după cum urmează:The following is an embodiment of the invention in connection with Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6 which represent as follows:

Fig.l - o vedere laterală a transformatorului;Fig. 1 - a side view of the transformer;

Fig.2 - o secțiune transversală a transformatorului;Fig.2 - a cross section of the transformer;

Fig.3 - explicativă la sistemul colector;Fig.3 - explanatory to the collector system;

Fig.4 - detaliu la sistemul colector;Fig.4 - detail of the collector system;

Fig.5 - explicativă referitoare la variațiile tensiunii, în cadrul domeniilor de variație;Fig.5 - explanatory regarding the voltage variations, within the variation domains;

Fig.6 - comparație între legea variației pentru cazul pentru cazul transformatorului cu două juguri radiale și pentru cazul transformatorului cu patru juguri radiale.Fig.6 - comparison between the law of variation for the case for the case of the transformer with two radial yokes and for the case of the transformer with four radial yokes.

Transformatorul pentru reglarea continuă a tensiunii, conform invenției (fig. 1 și fig.2), este constituit, în principal, din niște module monofazate Ml, M2, M3 și M4 reunite într-o construcție spațială cu patru juguri radiale. Fiecare modul reprezintă, în fapt, un sistem magnetic monofazat în coloane, alcătuit din niște coloane 1 și 1' și din niște juguri frontale 2 și 2'. Sistemul magnetic spațial rezultă prin alăturarea, după lățimea sau după grosimea pachetului de tole, a coloanelor 1 din fiecare dintre cele patru module monofazate, care sunt reunite într-o coloană centrală pe care este plasată o înfășurare secundară rotitoare. Coloanele 1' a modulelor menționate sunt plasate către exterior și orientate în planuri diferite, ceea ce conferă sistemului magnetic obținut caracterul de sistem magnetic spațial. Aceste coloane exterioare poartă niște secțiuni de înfășurare 3, 3', 3”, 3' care înseriate alcătuiesc o înfășurare fixă repartizată ce constituie înfășurarea primară a transformatorului.The transformer for continuous voltage regulation, according to the invention (fig. 1 and fig.2), consists mainly of single-phase modules M1, M2, M3 and M4 assembled in a space construction with four radial yokes. Each module is, in fact, a single-phase magnetic system in columns, consisting of 1 and 1 'columns and 2 and 2' front yokes. The space magnetic system results from joining, according to the width or thickness of the sheet package, the columns 1 of each of the four single-phase modules, which are reunited in a central column on which a rotating secondary winding is placed. The columns 1 'of said modules are placed outwards and oriented in different planes, which gives the obtained magnetic system the character of a spatial magnetic system. These outer columns bear winding sections 3, 3 ', 3 ", 3' which in series form a fixed fixed winding which constitutes the primary winding of the transformer.

înfășurarea secundară este alcătuită dintr-un cilindru electroizolant 4, prevăzut la exterior cu un conductor profilat, din cupru, 4', dispus după un traseu elicoidal cu mai multe spire și care conductor se află în contact permanent cu o perie glisantă PG. Extremitatea inferioară a conductorului 4' face corp comun cu o perie rotitoare PR care se deplasează fiind ev-2 O 1 1 - 0 1 0 6 8 ”2 6 -10- 2011 antrenată de înfășurarea rotitoare și fiind în contact succesiv cu tolele jugurilor 2' cât și cu suprafața unor grinzi de fixare și strângere în formă de „L”, 5, 5’, 5, 5'.the secondary winding consists of an electrically insulating cylinder 4, provided on the outside with a profiled, copper conductor, 4 ', arranged along a helical path with several turns and which conductor is in permanent contact with a sliding brush PG. The lower end of the 4 'conductor forms a common body with a moving rotating brush PR being ev-2 O 1 1 - 0 1 0 6 8 ”2 6 -10- 2011 driven by the rotating winding and being in successive contact with the yoke sheets 2 'as well as with the surface of "L" shaped fixing and tightening beams, 5, 5', 5, 5 '.

Caracterul reglabil al tensiunii secundare, reprezintă rezultatul înscrierii unor spire cu configurație geometrică fixă, localizate pe cilindrul electroizolant rotitor 4 cu o spiră cu configurație geometrică variabilă obținută prin intermediul unui sistem colector adecvat care asigură colectarea și distribuția curentului secundar către una din bornele înfășurării secundare.The adjustable character of the secondary voltage is the result of inscribing turns with fixed geometric configuration, located on the rotating electrical insulating cylinder 4 with a coil with variable geometric configuration obtained through a suitable collector system that ensures the collection and distribution of secondary current to one of the secondary winding terminals.

Sistemul colector menționat este constituit din peria colectoare PR, din tolele jugurilor frontale inferioare introduse succesiv în circuit, și de niște plăci colectoare 6, 6', 6, 6', aflate în contact, pe partea opusă periei PR, ca fiecare din tolele care intră în componența jugurilor. Aceste tole sunt introduse succesiv în circuit în funcție de poziția periei rotitoare PR (fig.3). Plăcile colectoare 6, 6', 6, 6' și grinzile de jug 5, 5', 5, 5', sunt conectate între ele și sunt legate la una din bornele circuitului secundar în timp ce peria glisantă PG este legată la cealaltă bornă.Said collector system consists of the PR collector brush, of the lower front yoke plates inserted successively in the circuit, and of some collector plates 6, 6 ', 6, 6', in contact, on the opposite side of the PR brush, as each of the plates which it is part of the yokes. These sheets are inserted successively in the circuit depending on the position of the rotating brush PR (fig.3). The collector plates 6, 6 ', 6, 6' and the yoke beams 5, 5 ', 5, 5', are connected to each other and are connected to one of the terminals of the secondary circuit while the sliding brush PG is connected to the other terminal.

Curba variației tensiunii secundare înregistrează domenii de variație la traversarea, de către peria PR, a jugurilor cu tole implicate în sistemul colector și domenii de palier la traversarea grinzilor de jug (fig.5).The secondary tension variation curve registers variation domains when crossing, by the PR brush, the yokes with sheets involved in the collector system and bearing domains when crossing the yoke beams (fig.5).

O comparație între variația tensiunii secundare în cazul unui transformator cu două juguri radiale și în cazul unui transformator echivalent cu patru juguri radiale este prezentat în fig 6.A comparison between the secondary voltage variation in the case of a transformer with two radial yokes and in the case of an equivalent transformer with four radial yokes is shown in Fig. 6.

Această comparație evidențiază faptul că în cazul sistemelor magnetice cu patru juguri radiale se obține o diminuare importantă a gradului de deformare a curbei de variație a tensiunii secundare , apreciată prin mărimea abaterilor în raport cu curba ideală de variație.This comparison highlights the fact that in the case of magnetic systems with four radial yokes, a significant decrease of the degree of deformation of the secondary voltage variation curve is obtained, appreciated by the size of the deviations in relation to the ideal variation curve.

Acționarea înfășurării rotitoare se face prin intermediul unui motor electric nereprezentat în schemă și a unui mecanism demultiplicator din care face parte și o coroană dințată 4 ce face corp comun cu cilindrul electroizolant 4 a înfășurării rotitoare.The rotating winding is actuated by means of an electric motor not shown in the diagram and a multiplier mechanism which also includes a toothed crown 4 which forms a common body with the electrical insulating cylinder 4 of the rotating winding.

Transformatorul, conform invenției poate fi reprodus cu aceleași performanțe și caracteristici ori de câte ori este necesar, fapt care poate constitui un argument în favoarea respectării criteriului de aplicabilitate industrială.The transformer according to the invention can be reproduced with the same performance and characteristics whenever necessary, which may be an argument in favor of compliance with the criterion of industrial applicability.

Claims

claims

1. Transformer for continuous voltage regulation, consisting mainly of a fixed primary winding and a rotating winding, characterized in that it consists of a magnetic system consisting of four elementary magnetic modules (Ml, M2, M3, M4) each representing in fact a flat magnetic system with two columns (1) and (1 ') and two front yokes (2) and (2') and where said modules are joined by a composite central column on which is placed a secondary winding formed from an electrical insulating cylinder (4) on which a profiled conductor (4 ') is presented at one end with a rotating brush (PR) and which conductor is in permanent contact with a sliding brush (PG) and which transformer is still represented by a primary winding consisting of coils (3), (3 '), (3) and (3') wound together and coupled to an AC power supply.

Transformer according to claim 1, characterized in that the distribution of the secondary current from the lower end of the rotating secondary winding to one of the terminals of the secondary circuit is made by means of a collector system which includes a collector brush (PR) integral with the lower end. of the secondary winding, the sheets of the lower front yokes (5), (5 '), (5) and (5') each in contact with collector plates (6), (6 '), (6) and (6') electrically connected to each other and connected to one of the terminals of the secondary circuit.