RU146074U1 - TRANSFORMER UNIT FOR ELECTRIFICATED AC RAILWAYS - Google Patents

TRANSFORMER UNIT FOR ELECTRIFICATED AC RAILWAYS Download PDF

Info

Publication number
RU146074U1
RU146074U1 RU2014117369/07U RU2014117369U RU146074U1 RU 146074 U1 RU146074 U1 RU 146074U1 RU 2014117369/07 U RU2014117369/07 U RU 2014117369/07U RU 2014117369 U RU2014117369 U RU 2014117369U RU 146074 U1 RU146074 U1 RU 146074U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
section
secondary winding
rod
sections
phases
Prior art date
Application number
RU2014117369/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Константинович Ким
Тамила Семеновна Титова
Антон Андреевич Ткачук
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I"
Priority to RU2014117369/07U priority Critical patent/RU146074U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU146074U1 publication Critical patent/RU146074U1/en

Links

Landscapes

  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Abstract

Трансформаторный агрегат для электрифицированных железных дорог переменного тока, содержащий трехфазный тяговый трансформатор, имеющий трехстержневой магнитопровод, стержни которого расщеплены на два участка, которые в верхней части стержня соединены ферромагнитными стопами, на стержни намотаны фазы вторичной обмотки, которая соединена с нагрузкой, сверху фаз вторичной обмотки намотаны фазы первичной обмотки, подключенной к питающей сети, отличающийся тем, что участки стержня в нижней части соединены ферромагнитными стопами, при этом на первый участок стержня намотана первая секция вторичной обмотки, на второй участок намотана вторая секция вторичной обмотки, имеющая большее число витков по сравнению с первой секцией вторичной обмотки, причем конец первой секции вторичной обмотки соединен с началом второй секции вторичной обмотки, на первый участок стержня насажены короткозамкнутые витки.A transformer unit for alternating current electrified railways, comprising a three-phase traction transformer having a three-core magnetic circuit, the rods of which are split into two sections, which are connected by ferromagnetic stops in the upper part of the rod, phases of the secondary winding are connected to the rods, which are connected to the load, on top of the phases of the secondary winding phases of the primary winding connected to the mains are wound, characterized in that the sections of the rod in the lower part are connected by ferromagnetic stops, at ohm, the first section of the secondary winding is wound on the first section of the rod, the second section of the secondary winding is wound on the second section, having a greater number of turns than the first section of the secondary winding, the end of the first section of the secondary winding connected to the beginning of the second section of the secondary winding, on the first section of the rod short-circuited turns are planted.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к трансформаторостроению, и может найти применение в трансформаторных агрегатах, предназначенных для электрифицированных железных дорог переменного тока.The utility model relates to electrical engineering, in particular to transformer construction, and can find application in transformer units designed for electrified AC railways.

Известен трансформаторный агрегат для электрифицированных железных дорог переменного тока (RU №2321154, H02P 13/06, H01F 29/02, опубл.: 27.03.2008. Бюл. 9), содержащий трехфазный тяговый трансформатор, имеющий трехстрежневой магнитопровод, первичную обмотку, подключенную к питающей сети, и вторичную обмотку, обмотки фаз которой соединены между собой, две вольтодобавочные обмотки, каждая из которых размещена на среднем стержне трехстержневого магнитопровода и подключена одним концом к соответствующей секции контактной сети, а другим концом - к одной из обмоток фаз вторичной обмотки, размещенной на крайнем стержне трехстержневого магнитопровода, причем каждая из вольтодобавочных обмоток снабжена устройством регулирования напряжения.Known transformer unit for electrified railways of alternating current (RU No. 2321154, H02P 13/06, H01F 29/02, publ.: 03/27/2008. Bull. 9) containing a three-phase traction transformer having a three-core magnetic circuit, the primary winding connected to the supply network, and the secondary winding, the phase windings of which are interconnected, two voltage boosting windings, each of which is located on the middle rod of the three-core magnetic circuit and is connected at one end to the corresponding section of the contact network, and at the other end to one of the windings approx phase secondary winding shaft disposed at the extreme trehsterzhnevogo magnetic circuit, wherein each of the windings is provided with a booster device voltage regulation.

Необходимость использования двух дополнительных блоков - устройств регулирования напряжения для гибкого регулирования числа витков вольтодобавочных обмоток определяет недостаток прототипа - его недостаточно высокую надежность работы.The need to use two additional units - voltage control devices for flexible regulation of the number of turns of boost windings determines the disadvantage of the prototype - its insufficiently high reliability.

Трансформаторный агрегат для электрифицированных железных дорог переменного тока (RU 2465672 C1; H01F 30/12, H02P 13/10, H01F 29/08, H01F 27/24, 27.10.12), выбранный в качестве прототипа, содержит трехфазный тяговый трансформатор, имеющий трехстрежневой магнитопровод, стержни которого расщеплены на два участка в верхней части стержня участки соединены ферромагнитными стопами, а во внутренних промежутках между участками стержней расположены подвижные ферромагнитные якоря. На стержни намотаны фазы вторичной обмотки, которая электрически соединена с нагрузкой, сверху фаз вторичной обмотки намотаны фазы первичной обмотки, подключенной к питающей сети. Фазы вторичной обмотки выступают за нижние торцы фаз первичной обмотки.The transformer unit for electrified AC railways (RU 2465672 C1; H01F 30/12, H02P 13/10, H01F 29/08, H01F 27/24, 10.27.12), selected as a prototype, contains a three-phase traction transformer having a three-rod magnetic core, the rods of which are split into two sections in the upper part of the rod, the sections are connected by ferromagnetic stops, and movable ferromagnetic anchors are located in the inner spaces between the sections of the rods. The phases of the secondary winding, which is electrically connected to the load, are wound on the rods, the phases of the primary winding connected to the mains are wound on top of the phases of the secondary winding. The phases of the secondary winding protrude beyond the lower ends of the phases of the primary winding.

При изменении напряжения первичной обмотки ферромагнитные якоря изменяют соответствующим образом свое положение во внутренних промежутках стержней, при этом изменяется магнитная связь между первичной и вторичной обмотками трехфазного тягового трансформатора, и напряжение вторичной обмотки остается неизменным. Механическое движение феррромагнитных якорей для компенсации изменения напряжения первичной обмотки связано с возможностью их заедания во внутренних промежутках стержней, что обуславливает низкую надежность работы прототипа.When the voltage of the primary winding changes, the ferromagnetic anchors accordingly change their position in the inner spaces of the rods, while the magnetic coupling between the primary and secondary windings of the three-phase traction transformer changes, and the voltage of the secondary winding remains unchanged. The mechanical movement of the ferromagnetic anchors to compensate for changes in the voltage of the primary winding is associated with the possibility of their seizing in the inner spaces of the rods, which leads to low reliability of the prototype.

Задача полезной модели состоит в повышении надежности работы трансформаторного агрегата для электрифицированных железных дорог переменного тока за счет использования магнитного поля, созданного токами, индуцированными в короткозамкнутых витках, расположенных на участках стержней магнитопровода.The objective of the utility model is to increase the reliability of the transformer unit for AC electrified railways through the use of a magnetic field created by currents induced in short-circuited turns located in sections of the cores of the magnetic circuit.

Технический результат достигается тем, что в трансформаторном агрегате для электрифицированных железных дорог переменного тока, содержащем трехфазный тяговый трансформатор, имеющий трехстрежневой магнитопровод, стержни которого расщеплены на два участка, которые в верхней части стержня соединены ферромагнитными стопами, на стержни намотаны фазы вторичной обмотки, которая соединена с нагрузкой, сверху фаз вторичной обмотки намотаны фазы первичной обмотки, подключенной к питающей сети, участки стержня в нижней части соединены ферромагнитными стопами, при этом на первый участок стержня намотана первая секция вторичной обмотки, на второй участок намотана вторая секция вторичной обмотки, имеющая большее число витков по сравнению с первой секцией вторичной обмотки, причем конец первой секции вторичной обмотки соединен с началом второй секции вторичной обмотки, на первый участок стержня насажены короткозамкнутые витки.The technical result is achieved by the fact that in a transformer unit for electrified railways of alternating current containing a three-phase traction transformer having a three-core magnetic circuit, the rods of which are split into two sections, which are connected by ferromagnetic stops in the upper part of the rod, the phases of the secondary winding are connected to the rods, which are connected with a load, on top of the phases of the secondary winding, phases of the primary winding connected to the mains are wound, sections of the rod in the lower part are connected by ferrom foot, while the first section of the secondary winding is wound on the first section of the rod, the second section of the secondary winding is wound on the second section, having a greater number of turns than the first section of the secondary winding, the end of the first section of the secondary winding connected to the beginning of the second section of the secondary winding, short-circuited turns are planted on the first section of the rod.

Заявленный трансформаторный агрегат для электрифицированных железных дорог переменного тока поясняется чертежом. Устройство содержит магнитопровод, состоящий из двух ярем 1 и трех стержней 2, которые расщеплены на два участка 3 и 4, имеющие одинаковые площади поперечных сечений. В верхней части участки 3 и 4 стержней 2 соединяются ферромагнитными стопами 5, а в нижней части стержней 2 участки 3 и 4 соединяются ферромагнитными стопами 6. На первый участок 3 стержня 2 намотаны первая секция 7 вторичной обмотки с малым числом витков и короткозамкнутые витки 8. На второй участок 4 стержня 2 намотана вторая секция 9 вторичной обмотки, имеющая большее число витков, чем первая секция 7 вторичной обмотки, конец первой секции 7 вторичной обмотки электрически соединен с началом второй секции 9 вторичной обмотки. Поверх вторичной обмотки намотана первичная обмотка 10, подключенная к питающей сети. Вторичная обмотка, состоящая из секций 7 и 9, подсоединена к нагрузке 11. Междуфазные соединения на чертеже не показаныThe claimed transformer unit for electrified railways of alternating current is illustrated by the drawing. The device contains a magnetic circuit, consisting of two yarns 1 and three rods 2, which are split into two sections 3 and 4, having the same cross-sectional area. In the upper part, sections 3 and 4 of the rods 2 are connected by ferromagnetic stops 5, and in the lower part of the rods 2, sections 3 and 4 are connected by ferromagnetic stops 6. The first section 7 of the secondary winding with a small number of turns and short-circuited turns 8 are wound on the first section 3 of the rod 2. A second section 9 of the secondary winding is wound on the second section 4 of the rod 2, having a greater number of turns than the first section 7 of the secondary winding, the end of the first section 7 of the secondary winding is electrically connected to the beginning of the second section 9 of the secondary winding. Over the secondary winding is wound primary winding 10 connected to the mains. The secondary winding, consisting of sections 7 and 9, is connected to the load 11. Interphase connections are not shown in the drawing

Работа трансформаторного агрегата для электрифицированных железных дорог переменного тока осуществляется следующим образом. Короткозамкнутые витки 8 на первом участке 3 действуют размагничивающее на ферромагнитный материал этого участка 3, тем самым увеличивая его магнитную проницаемость, что эквивалентно увеличению его площади поперечного сечения. В связи с этим при анализе работы трансформатора считаем, что площадь эквивалентного поперечного сечения участка 3 больше площади поперечного сечения участка 4.The operation of the transformer unit for electrified AC railways is as follows. Short-circuited coils 8 in the first section 3 act demagnetizing the ferromagnetic material of this section 3, thereby increasing its magnetic permeability, which is equivalent to increasing its cross-sectional area. In this regard, when analyzing the operation of the transformer, we believe that the equivalent cross-sectional area of section 3 is larger than the cross-sectional area of section 4.

Запитывается первичная обмотка 10 трансформатора. Переменный ток, протекающий по первичной обмотке 10, создает переменный магнитный поток, проходящий по магнитопроводу, а именно: по участкам стержней 3 и 4 и ярмам 1, причем при заданном номинальном значении напряжения на первичной обмотке 10 переменный магнитный поток проходит по двум участкам 3 и 4, перераспределяется между ними и наводит в секциях 7 и 9 вторичной обмотки электродвижущие силы, которые суммируются и формируют напряжение на всей вторичной обмотке.The primary winding 10 of the transformer is powered. The alternating current flowing through the primary winding 10 creates an alternating magnetic flux passing through the magnetic circuit, namely: along the sections of the rods 3 and 4 and yokes 1, and at a given nominal voltage value on the primary winding 10, the alternating magnetic flux passes through two sections 3 and 4, is redistributed between them and induces electromotive forces in sections 7 and 9 of the secondary winding, which add up and form a voltage across the entire secondary winding.

При увеличении напряжения на первичной обмотке 10 происходит увеличение тока, протекающего по первичной обмотке 10, следовательно, увеличивается переменный магнитный поток. Тогда из-за высокой магнитной индукции на втором участке 4, его материал переходит в состояние насыщения и магнитное сопротивление второго участка 4 увеличивается, а величина переменного магнитного потока, проходящего через второй участок 4, уменьшается. В этом случае большая часть переменного магнитного потока ответвляется в первый участок 3, так как он обладает большей эквивалентной площадью поперечного сечения, и поэтому его материал ненасыщен и магнитное сопротивление первого участка 3 мало по сравнению с магнитным сопротивлением второго участка 4. Эта часть переменного магнитного потока сцепляется с витками первой секции 7 вторичной обмотки, наводит в ней электродвижущую силу, которая в основном формирует напряжение на всей вторичной обмотке трансформатора. Уменьшение величины ЭДС, индуктируемой в секции 9 вторичной обмотки компенсирует увеличение напряжения вторичной обмотки из-за подъема напряжения на первичной обмотке 10. В результате сказанного, напряжение вторичной обмотки, состоящей из секций 7 и 9, остается на заданном уровне.With increasing voltage on the primary winding 10, an increase in the current flowing through the primary winding 10, therefore, increases the alternating magnetic flux. Then, due to the high magnetic induction in the second section 4, its material goes into a saturation state and the magnetic resistance of the second section 4 increases, and the magnitude of the alternating magnetic flux passing through the second section 4 decreases. In this case, a large part of the alternating magnetic flux branches off into the first portion 3, since it has a larger equivalent cross-sectional area, and therefore its material is unsaturated and the magnetic resistance of the first portion 3 is small compared to the magnetic resistance of the second portion 4. This portion of the alternating magnetic flux interlocks with the turns of the first section 7 of the secondary winding, induces an electromotive force in it, which mainly generates voltage across the entire secondary winding of the transformer. The decrease in the EMF inducted in the secondary winding section 9 compensates for the increase in the secondary winding voltage due to the increase in voltage on the primary winding 10. As a result, the voltage of the secondary winding, consisting of sections 7 and 9, remains at a given level.

При уменьшении напряжения на первичной обмотке 10 ток, протекающий по первичной обмотке 10, будет уменьшаться, следовательно, он будет создавать меньший переменный магнитный поток, проходящий по магнитопроводу, состоящему из участков 3 и 4 стержней 2 и ярем 1. При этом участок магнитной цепи, а именно, второй участок 4 стержня 2 со второй секцией 9 вторичной обмотки выйдет из состояния насыщения, то есть его магнитное сопротивление уменьшится. Переменный магнитный поток, проходящий по первому 3 и второму 4 участкам стержня 2, перераспределится между ними, и наведет в первой 7 и второй 9 секциях ЭДС, которые суммируются и формируют напряжение на вторичной обмотке, причем величина ЭДС, индуктируемой во второй секции 9 увеличится, что скомпенсирует влияние уменьшения напряжения на первичной обмотке 10 и напряжение вторичной обмотки, состоящей из секций 7 и 9, останется на заданном уровне.When the voltage on the primary winding 10 decreases, the current flowing through the primary winding 10 will decrease, therefore, it will create a smaller alternating magnetic flux passing through the magnetic circuit, consisting of sections 3 and 4 of the rods 2 and the yoke 1. In this case, the section of the magnetic circuit namely, the second section 4 of the rod 2 with the second section 9 of the secondary winding will exit the saturation state, that is, its magnetic resistance will decrease. The alternating magnetic flux passing through the first 3 and second 4 sections of the rod 2 will be redistributed between them, and will induce in the first 7 and second 9 sections of the EMF, which are added up and generate voltage on the secondary winding, and the magnitude of the EMF induced in the second section 9 will increase, which compensates for the effect of reducing the voltage on the primary winding 10 and the voltage of the secondary winding, consisting of sections 7 and 9, will remain at a given level.

Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемый трансформаторный агрегат для электрифицированных железных дорог характеризуется более высокой надежностью работы, обусловленной заменой действия механического движения ферромагнитных якорей на размагничивающее действие поля токов, индуцированных в короткозамкнутых кольцах 5.Thus, in comparison with the prototype, the inventive transformer unit for electrified railways is characterized by higher reliability due to the replacement of the action of the mechanical movement of ferromagnetic anchors with the demagnetizing effect of the field of currents induced in short-circuited rings 5.

Claims (1)

Трансформаторный агрегат для электрифицированных железных дорог переменного тока, содержащий трехфазный тяговый трансформатор, имеющий трехстержневой магнитопровод, стержни которого расщеплены на два участка, которые в верхней части стержня соединены ферромагнитными стопами, на стержни намотаны фазы вторичной обмотки, которая соединена с нагрузкой, сверху фаз вторичной обмотки намотаны фазы первичной обмотки, подключенной к питающей сети, отличающийся тем, что участки стержня в нижней части соединены ферромагнитными стопами, при этом на первый участок стержня намотана первая секция вторичной обмотки, на второй участок намотана вторая секция вторичной обмотки, имеющая большее число витков по сравнению с первой секцией вторичной обмотки, причем конец первой секции вторичной обмотки соединен с началом второй секции вторичной обмотки, на первый участок стержня насажены короткозамкнутые витки.
Figure 00000001
A transformer unit for alternating current electrified railways, comprising a three-phase traction transformer having a three-core magnetic circuit, the rods of which are split into two sections, which are connected by ferromagnetic stops in the upper part of the rod, phases of the secondary winding are connected to the rods, which are connected to the load, on top of the phases of the secondary winding phases of the primary winding connected to the mains are wound, characterized in that the sections of the rod in the lower part are connected by ferromagnetic stops, at Ohm, the first section of the secondary winding is wound on the first section of the rod, the second section of the secondary winding is wound on the second section, having a greater number of turns than the first section of the secondary winding, the end of the first section of the secondary winding connected to the beginning of the second section of the secondary winding, on the first section of the rod short-circuited turns are planted.
Figure 00000001
RU2014117369/07U 2014-04-29 2014-04-29 TRANSFORMER UNIT FOR ELECTRIFICATED AC RAILWAYS RU146074U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014117369/07U RU146074U1 (en) 2014-04-29 2014-04-29 TRANSFORMER UNIT FOR ELECTRIFICATED AC RAILWAYS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014117369/07U RU146074U1 (en) 2014-04-29 2014-04-29 TRANSFORMER UNIT FOR ELECTRIFICATED AC RAILWAYS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU146074U1 true RU146074U1 (en) 2014-09-27

Family

ID=51657252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014117369/07U RU146074U1 (en) 2014-04-29 2014-04-29 TRANSFORMER UNIT FOR ELECTRIFICATED AC RAILWAYS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU146074U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU172859U1 (en) * 2017-02-15 2017-07-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" THREE-PHASE DC TRACING TRANSFORMER

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU172859U1 (en) * 2017-02-15 2017-07-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" THREE-PHASE DC TRACING TRANSFORMER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103282981B (en) AC power regulation circuit
RU2011115118A (en) ELECTRIC POWER Inductive Reception for a Vehicle
RU146074U1 (en) TRANSFORMER UNIT FOR ELECTRIFICATED AC RAILWAYS
RU119930U1 (en) THREE PHASE TRANSFORMER
EP2439757B1 (en) Multi-phase transformer
RU184270U1 (en) THREE-PHASE TRANSFORMER OF DC SUPPLY SUBSTANCES
RU172859U1 (en) THREE-PHASE DC TRACING TRANSFORMER
GB201109741D0 (en) Fault current limiter
RU109909U1 (en) THREE PHASE TRANSFORMER
RU2465672C1 (en) Transformer unit for electrified ac railroads
RU2011136606A (en) METHOD FOR AUTOMATED CONTROL UNDER OPERATING CURRENTS AND VOLTAGES OF DEFORMATION OF WINDINGS OF THE LOWERING THREE-PHASE THREE-ROD POWER TRANSFORMER
CN203733599U (en) On-load capacitance and voltage regulating device based on sectional coil structure of distribution transformer
RU132647U1 (en) DEVICE FOR STABILIZING VOLTAGE OF CONTACTLESS SYNCHRONOUS AC GENERATORS WITH EXCITATION FROM PERMANENT MAGNETS
CN106504864B (en) A kind of single-phase high voltage variable flux voltage variation (VFVV) auto-transformer
RU148837U1 (en) THREE PHASE TRANSFORMER
RU2321154C1 (en) Transformer machine for alternating current electric railroads
RU2796074C1 (en) Device for current and voltage symmetration with self-regulating inductance
RU2422935C2 (en) Composite transformer with self-control of voltage under load
CN204316395U (en) Magnetic valve type controllable reactor rapidity improving device
RU148643U1 (en) TRANSFORMER
RU63137U1 (en) TRANSFORMER UNIT FOR ELECTRIFICATED AC RAILWAYS
RU2796074C9 (en) Device for current and voltage symmetration with self-regulating inductance
RU58816U1 (en) SINGLE-PHASE VOLTAGE CONVERTER IN THREE-PHASE
RU2665699C1 (en) Single-phase reactor-transformer
RU67793U1 (en) SINGLE-PHASE TRANSFORMER WITH A ROTATING MAGNETIC FIELD