RU2306627C1

RU2306627C1 - Transformer

Info

Publication number: RU2306627C1
Application number: RU2005141011/09A
Authority: RU
Inventors: Семен Васильевич Ханевич (RU); Семен Васильевич Ханевич; Виктор Иванович Гнатюк (RU); Виктор Иванович Гнатюк; Дмитрий Владимирович Луценко (RU); Дмитрий Владимирович Луценко; Александр Анатольевич Шейнин (RU); Александр Анатольевич Шейнин; Василий Семенович Ханевич (RU); Василий Семенович Ханевич
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2007-09-20

Abstract

FIELD: electrical engineering; power supply systems.

SUBSTANCE: proposed transformer has E-core, primary and secondary windings, hollow legs filled with magnetic fluid which communicate through pipeline and water pump with magnetic fluid tank. Core wall has holes providing communication between inner spaces of legs and atmosphere. Voltage U is picked off secondary winding leads for comparison device. The latter functions to compare this voltage with desired rating U_d.r and to feed respective signal to reversing switch controlling water pump depending on polarity of voltage deviation difference ±ΔU for pumping magnetic fluid into tank or pumping it out of the latter to leg hollows.

EFFECT: ability of stepless voltage regulation and its maintenance across transformer secondary winding leads.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электроснабжения.The invention relates to electrical engineering and can be used in power supply systems.

Известны магнитные жидкости, представляющие собой коллоидные растворы ферромагнитных частиц в связующих жидкостях, которые могут быть использованы для коммутации магнитного потока в магнитных шунтах (Розенцвейг Р. Феррогидродинамика. - М.: Мир, 1989).Known magnetic fluids, which are colloidal solutions of ferromagnetic particles in a binder fluid, which can be used to switch the magnetic flux in magnetic shunts (Rosenzweig R. Ferrohydrodynamics. - M .: Mir, 1989).

Недостатком таких шунтов является отсутствие регулируемого электрического сигнала.The disadvantage of such shunts is the lack of an adjustable electrical signal.

Известны также устройства для плавного регулирования напряжения, имеющие магнитопровод с подвижным ярмом (Авторское свидетельство СССР №1022229, МПК Н01F 29/08, опубл. 07.06.1983).Also known devices for smooth voltage regulation, having a magnetic circuit with a movable yoke (USSR Author's Certificate No. 1022229, IPC H01F 29/08, publ. 06/07/1983).

Недостатком данных устройств является невозможность регулирования в широком диапазоне напряжения на вторичной обмотке.The disadvantage of these devices is the inability to regulate in a wide voltage range on the secondary winding.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является трехфазный трехстержневой трансформатор, включающий Ш-образный магнитопровод, первичные и вторичные обмотки и переключающие устройства (Кацман М.М. Электрические машины: Учебник для средн. спец. учебн. заведений. - М.: ВШ, 1983).The closest in technical essence to the invention is a three-phase three-core transformer, including a W-shaped magnetic circuit, primary and secondary windings and switching devices (Katsman M.M. Electric machines: Textbook for secondary special educational institutions. - M .: VS, 1983).

Недостатком данного трансформатора является невозможность автоматического плавного регулирования и поддержания напряжения на вторичных обмотках, что приводит к ограничению функциональных возможностей трансформатора.The disadvantage of this transformer is the inability to automatically regulate and maintain voltage on the secondary windings, which leads to a limitation of the functionality of the transformer.

Изобретение решает задачу расширения функциональных возможностей трансформатора путем обеспечения автоматического плавного регулирования и поддержания напряжения на выводах вторичных обмоток.The invention solves the problem of expanding the functionality of the transformer by providing automatic smooth regulation and maintaining voltage at the terminals of the secondary windings.

Для достижения необходимого технического результата известный трансформатор, включающий Ш-образный магнитопровод, первичные и вторичные обмотки и переключающие устройства, снабжен емкостью с магнитной жидкостью, а стержни магнитопровода трансформатора выполнены полыми и соединены с помощью трубопровода через гидронасос с емкостью с магнитной жидкостью. Гидронасос управляется реверсивным выключателем, который регулируется устройством сравнения. В стенке магнитопровода на уровне верхней кромки полости выполнены отверстия для сообщения с атмосферой.To achieve the desired technical result, the known transformer, including a U-shaped magnetic circuit, primary and secondary windings and switching devices, is equipped with a magnetic fluid container, and the transformer magnetic core rods are hollow and connected via a pipeline through a hydraulic pump with a magnetic fluid reservoir. The hydraulic pump is controlled by a reversing switch, which is regulated by a comparison device. In the wall of the magnetic circuit at the level of the upper edge of the cavity, holes are made for communication with the atmosphere.

Средние стержни магнитопровода трансформатора выполнены полыми с целью обеспечения возможности закачки в него или откачки из него магнитной жидкости. Внутренние полости магнитопровода соединены с помощью трубопровода через гидронасос с емкостью, содержащей магнитную жидкость, и имеют отверстия в стенках магнитопровода с целью обеспечения возможности перекачки магнитной жидкости из полостей в емкость и обратно и тем самым обеспечения возможности изменения уровня магнитной жидкости во внутренних полостях магнитопровода.The middle rods of the magnetic core of the transformer are hollow in order to ensure the possibility of pumping into it or pumping out of it magnetic fluid. The internal cavities of the magnetic circuit are connected via a pipeline through a hydraulic pump to a container containing magnetic fluid and have openings in the walls of the magnetic circuit in order to allow the transfer of magnetic fluid from the cavities to the container and vice versa, and thereby make it possible to change the level of the magnetic fluid in the internal cavities of the magnetic circuit.

Напряжение U с выводов вторичной обмотки подается на устройство сравнения. В данном устройстве напряжение U сравнивается с заданным номинальным напряжением U_{ном.зад} и, в зависимости от знака разности напряжений ±ΔU=U-U_{ном.зад}, вырабатывается управляющий сигнал, подаваемый на реверсивный выключатель, управляющий гидронасосом, который изменяет уровень магнитной жидкости во внутренних полостях магнитопровода. Тем самым происходит плавное автоматическое регулирование и поддержание напряжения на выводах вторичных обмоток.The voltage U from the terminals of the secondary winding is supplied to the comparison device. In this device, the voltage U is compared with a predetermined rated voltage U _{rated input} and, depending on the sign of the voltage difference ± ΔU = UU _{rated input} , a control signal is generated that is applied to a reversing switch that controls the hydraulic pump, which changes the level of magnetic fluid in the internal cavities magnetic circuit. Thus there is a smooth automatic regulation and maintenance of voltage at the terminals of the secondary windings.

Сущность изобретения поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

На чертеже приняты следующие обозначения: 1 - магнитопровод; 2 - первичные обмотки; 3 - вторичные обмотки; 4 - полые стержни; 5 - магнитная жидкость; 6 - трубопровод; 7 - гидронасос; 8 - емкость; 9 - отверстия; 10 - устройство сравнения; 11 - реверсивный выключатель.The following notation is adopted in the drawing: 1 - magnetic circuit; 2 - primary windings; 3 - secondary windings; 4 - hollow rods; 5 - magnetic fluid; 6 - pipeline; 7 - hydraulic pump; 8 - capacity; 9 - holes; 10 is a comparison device; 11 - reversing switch.

Трансформатор состоит из Ш-образного магнитопровода 1, первичных 2 и вторичных 3 обмоток, полых стержней 4, заполняемых магнитной жидкостью 5, соединенных с помощью трубопровода 6 через гидронасос 7 с емкостью 8, содержащей магнитную жидкость 5. В стенке магнитопровода 1 имеются отверстия 9, посредством которых внутренние полости стержней 4 магнитопровода сообщаются с атмосферой. С выводов вторичных обмоток 3 снимается напряжение U на устройство сравнения 10. Данное устройство сравнивает это напряжение с заданным номинальным U_{ном.зад} и в зависимости от знака разности отклонения напряжения ±ΔU подает соответствующий сигнал на реверсивный выключатель 11, который управляет гидронасосом 7, закачивая или откачивая магнитную жидкость 5 из емкости 8 в полости стержней 4.The transformer consists of a W-shaped magnetic circuit 1, primary 2 and secondary 3 windings, hollow rods 4 filled with magnetic fluid 5, connected by a pipe 6 through a hydraulic pump 7 with a capacity of 8 containing magnetic fluid 5. There are openings 9 in the wall of the magnetic circuit 1, by which the internal cavities of the rods 4 of the magnetic circuit communicate with the atmosphere. The voltage U is removed from the terminals of the secondary windings 3 to the comparator 10. This device compares this voltage with a predetermined nominal U _nom.set and, depending on the sign of the voltage deviation difference ± ΔU, sends a corresponding signal to the reversing switch 11, which controls the hydraulic pump 7, pumping or pumping magnetic fluid 5 from the tank 8 in the cavity of the rods 4.

Трансформатор работает следующим образом.The transformer operates as follows.

Напряжение U с выводов вторичной обмотки 3 подается на устройство сравнения 10. При изменении напряжения U на выводах вторичной обмотки 3 от заданного номинального напряжения U_{ном.зад} устройство сравнения 10 сравнивает это отклонение ±ΔU=U-U_{ном.зад} и, в зависимости от знака разности напряжения, вырабатывает управляющий сигнал, который подается на реверсивный выключатель 11.The voltage U from the terminals of the secondary winding 3 is supplied to the comparison device 10. When changing the voltage U at the terminals of the secondary winding 3 from a given rated voltage U _nom.ad comparison device 10 compares this deviation ± ΔU = UU _nom.ad and, depending on the sign of the difference voltage, generates a control signal, which is fed to the reversing switch 11.

Если напряжение на выводах вторичной обмотки возрастает (U>U_{ном.зад}), то их разность положительна - +ΔU. Эту разность фиксирует устройство сравнения 10 и подает соответствующих сигнал на реверсивный выключатель 11, который управляет гидронасосом 7. Гидронасос 7 откачивает магнитную жидкость 5 из полых стержней 4 через трубопровод 6 в емкость 8. По мере откачки магнитной жидкости 5 с помощью гидронасоса 7 по трубопроводу 6 в емкость 8 магнитное сопротивление магнитопровода 1 за счет снижения уровня магнитной жидкости 5 в полостях стержней 4 и заполнения их воздухом через отверстия 9 возрастает. Потокосцепление первичных 2 и вторичных 3 обмоток снижается, что, в свою очередь, приводит к снижению напряжения на выводах вторичных обмоток 3 до заданного номинального напряжения U_{ном.зад}.If the voltage at the terminals of the secondary winding increases (U> U _nom.set ), then their difference is positive - + ΔU. This difference is fixed by the comparison device 10 and sends a corresponding signal to the reversing switch 11, which controls the hydraulic pump 7. The hydraulic pump 7 pumps the magnetic fluid 5 from the hollow rods 4 through the pipe 6 into the tank 8. As the magnetic fluid 5 is pumped out using the hydraulic pump 7 through the pipe 6 in the container 8, the magnetic resistance of the magnetic circuit 1 by decreasing the level of the magnetic fluid 5 in the cavities of the rods 4 and filling them with air through the holes 9 increases. The flux linkage of the primary 2 and secondary 3 windings is reduced, which, in turn, leads to a decrease in the voltage at the terminals of the secondary windings 3 to a predetermined rated voltage U _nom .

Если напряжение на выводах вторичной обмотки уменьшается (U<U_{ном.зад}), то их разность отрицательна - -ΔU. Эту разность фиксирует, аналогично первому случаю, устройство сравнения 10 и подает соответствующий сигнал на реверсивный выключатель 11, который управляет гидронасосом 7. Гидронасос 7 закачивает магнитную жидкость 5 из емкости 8 через трубопровод 6 в полые стержни 4. По мере закачки магнитной жидкости 5 магнитное сопротивление магнитопровода 1 увеличивается. Потокосцепление первичных 2 и вторичных 3 обмоток увеличивается, что, в свою очередь, приводит к увеличению напряжения U на выводах вторичных обмоток 3 до заданного номинального напряжения U_{ном.зад}.If the voltage at the terminals of the secondary winding decreases (U <U _nom.set ), then their difference is negative - -ΔU. This difference is fixed, similarly to the first case, by the comparison device 10 and sends a corresponding signal to the reversing switch 11, which controls the hydraulic pump 7. The hydraulic pump 7 pumps the magnetic fluid 5 from the tank 8 through the pipe 6 into the hollow rods 4. As the magnetic fluid 5 is injected, the magnetic resistance magnetic circuit 1 is increasing. The flux linkage of the primary 2 and secondary 3 windings increases, which, in turn, leads to an increase in the voltage U at the terminals of the secondary windings 3 to a predetermined rated voltage U _nom .

Свободная перекачка магнитной жидкости 5 из полостей стержней 4 магнитопровода 1 гидронасосом 7 в емкость 8 и обратно обеспечивается свободным доступом атмосферного воздуха через отверстия 9 в пространство между верхней кромкой полости и поверхностью магнитной жидкости 5 в стержни 4.The free transfer of magnetic fluid 5 from the cavities of the rods 4 of the magnetic circuit 1 of the hydraulic pump 7 to the tank 8 and vice versa is ensured by free access of atmospheric air through openings 9 into the space between the upper edge of the cavity and the surface of the magnetic fluid 5 into the rods 4.

Предлагаемое решение позволяет обеспечить автоматическое плавное регулирование и поддержание напряжения на выводах вторичных обмоток трансформатора.The proposed solution allows for automatic smooth regulation and maintenance of voltage at the terminals of the secondary windings of the transformer.

Claims

A transformer containing a U-shaped magnetic circuit, primary and secondary windings and a switching device, characterized in that it is equipped with a container with magnetic fluid, the cores of the magnetic circuit are hollow and connected via a pipeline through a hydraulic pump controlled by a reversing switch of the switching device, with a container of magnetic fluid , while the voltage from the terminals of the secondary winding is supplied to a comparison device that compares it with a given nominal voltage and generates depending on Single voltage difference control signal to the reversing switch, and in the walls of the magnetic circuit at the level of the upper edges of the cavities has openings for communication with atmosphere.