RU2656612C1 - Three-phase and single-phase transformer - Google Patents
Three-phase and single-phase transformer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656612C1 RU2656612C1 RU2017121426A RU2017121426A RU2656612C1 RU 2656612 C1 RU2656612 C1 RU 2656612C1 RU 2017121426 A RU2017121426 A RU 2017121426A RU 2017121426 A RU2017121426 A RU 2017121426A RU 2656612 C1 RU2656612 C1 RU 2656612C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- windings
- load
- supply network
- transformer
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 48
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
- H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
- H01F30/12—Two-phase, three-phase or polyphase transformers
- H01F30/14—Two-phase, three-phase or polyphase transformers for changing the number of phases
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/26—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/50—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к схемам распределительных сетей переменного тока и может быть использовано для преобразования энергии трехфазной сети в энергию для питания однофазной нагрузки потребителей бытового и промышленного назначения от трехфазной сети.The invention relates to circuits of distribution AC networks and can be used to convert the energy of a three-phase network into energy for supplying a single-phase load to consumers of household and industrial use from a three-phase network.
Известно устройство для симметричного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети, представляющее собой трехфазный разделительный одно- или многообмоточный (во вторичной цепи) трансформатор потребителя, отличающийся тем, что каждая из вторичных обмоток имеет независимые от основной обмотки дополнительные витки, предназначенные для компенсации падения напряжения на линии, а каждый из потребителей многообмоточного разделительного трансформатора запитан от своей или от общей (для однообмоточного трехфазного трансформатора) вторичной обмотки, в которой линия каждого потребителя запитана от трех фазных катушек трансформатора, соединенных последовательно, любые две из которых включены согласованно, а третья - встречно. (См. RU 2506676 С2, кл. H02J 3/00).A device is known for symmetrical distribution of a single-phase load across the phases of a three-phase network, which is a three-phase isolation single or multi-winding (in the secondary circuit) consumer transformer, characterized in that each of the secondary windings has additional turns independent of the main winding, designed to compensate for the voltage drop across lines, and each of the consumers of a multi-winding isolation transformer is powered from its own or from a common one (for a single-winding three-phase transform torus) of secondary windings, wherein each customer line is powered by a three phase transformer coils connected in series, any two of which are included in unison, and the third - the counter. (See RU 2506676 C2,
Недостатком известного решения является сложность и избыточная материалоемкость.A disadvantage of the known solution is complexity and excessive material consumption.
Наиболее близким по технической сущности – прототипом - является симметрирующий трехфазно-однофазный трансформатор переменного напряжения, содержащий обмотки фаз A1, В1 и С1, соединенные в «зигзаг», причем выходами нагрузки являются места соединения концов полуобмоток фаз В1 и С1 (см. RU №2321133 С1, Фиг. 2).The closest in technical essence - the prototype - is a balancing three-phase single-phase AC transformer containing the windings of phases A1, B1 and C1 connected in a "zigzag", and the load outputs are the joints of the ends of the semi-windings of phases B1 and C1 (see RU No. 2321133 C1, Fig. 2).
Недостатком известного устройства является избыточная материалоемкость, что вызвано протеканием тока нагрузки через все четыре полуобмотки соответствующих обмоток и соответственно влечет необходимость увеличения сечения провода, используемого для намотки этих обмоток. В свою очередь, использование провода большего сечения приводит к увеличению массогабаритных параметров известного решения.A disadvantage of the known device is excessive material consumption, which is caused by the flow of the load current through all four half-windings of the corresponding windings and, accordingly, entails the need to increase the cross section of the wire used to wind these windings. In turn, the use of a larger wire leads to an increase in the overall dimensions of the known solution.
Кроме того, нагрузки для своего безопасного и надежного функционирования зачастую требуют подключения одного из своих выводов к нейтральному проводу питающей сети. Известное решение исключает возможность такого подключения своих выходов нагрузки к нейтральному проводу питающей сети, что, в свою очередь исключает использование подобных нагрузочных устройств и тем самым сужает область применения известного решения.In addition, loads for their safe and reliable operation often require the connection of one of their terminals to the neutral wire of the supply network. The known solution excludes the possibility of such a connection of their output outputs to the neutral wire of the supply network, which, in turn, eliminates the use of such load devices and thereby narrows the scope of the known solution.
Техническим результатом является снижение материалоемкости и массогабаритных параметров трансформатора, а также обеспечение возможности подключения одного из выходов нагрузки к нейтральному проводу питающей сети.The technical result is to reduce the material consumption and overall dimensions of the transformer, as well as providing the ability to connect one of the load outputs to a neutral wire of the supply network.
Указанный технический результат достигается тем, что в трансформаторе трехфазно-однофазном, содержащем соединенные в «зигзаг» обмотки, начала их первых половин являются входами фаз A1, B1, С1 питающей сети, а начала вторых половин обмоток соединены между собой, при этом соединение начал вторых половин обмоток является одним из двух выходов однофазной нагрузки, другой выход однофазной нагрузки соединен с входом фазы А1 питающей сети, а обмотки выполнены на трехстержневом магнитопроводе.The specified technical result is achieved by the fact that in a three-phase single-phase transformer containing windings connected in a zigzag, the beginnings of their first halves are inputs of phases A1, B1, C1 of the supply network, and the beginnings of the second halves of the windings are interconnected, while the connection starts of the second half of the windings is one of the two single-phase load outputs, the other single-phase load output is connected to the input of phase A1 of the supply network, and the windings are made on a three-core magnetic circuit.
Кроме того:Besides:
- обе половины каждой соответствующей обмотки соединены между собой своими концами;- both halves of each respective winding are interconnected by their ends;
- выход однофазной нагрузки, соединенный с началами вторых половин обмоток, соединен с нейтральным проводом питающей сети;- the output of a single-phase load connected to the beginnings of the second halves of the windings is connected to the neutral wire of the supply network;
- все три стержня магнитопровода выполнены равного сечения;- all three rods of the magnetic circuit are made of equal cross section;
- стержни магнитопровода выполнены прямоугольного сечения.- the cores of the magnetic circuit are made of rectangular cross section.
Конструкция трансформатора трехфазно-однофазного поясняется с помощью чертежа, где показана схема соединения обмоток трансформатора.The design of a three-phase single-phase transformer is illustrated using the drawing, which shows the connection diagram of the transformer windings.
На чертеже сделаны следующие обозначения.The following notation is made in the drawing.
1, 2 и 3 - первые половины обмоток фаз A1, В1 и С1 соответственно, 4, 5 и 6 - вторые половины обмоток фаз С1, Ф1 и В1 соответственно, 7 и 8 - зажимы выходов однофазной нагрузки, 9, 10 и 11 - зажимы фаз трехфазной питающей сети A1, В1 и С1 соответственно.1, 2 and 3 - the first halves of the windings of phases A1, B1 and C1, respectively, 4, 5 and 6 - the second halves of the windings of phases C1, F1 and B1, respectively, 7 and 8 - terminals of the outputs of a single-phase load, 9, 10 and 11 - terminals phases of the three-phase supply network A1, B1 and C1, respectively.
Трансформатор трехфазно-однофазный выполнен на трехстержневом магнитопроводе со стержнями прямоугольного сечения равной площади и содержит три обмотки, соединенные по схеме «зигзаг», причем каждая из трех обмоток состоит из двух половин: первая половина обмотки - со стороны питающей сети и вторая половина обмотки, последовательно соединенная с первой. Процесс намотки каждой из половин обмоток обуславливает наличие начала и конца соответствующей половины обмотки. Обе половины каждой из обмоток соединены между собой концами соответствующих половин обмоток. Начала первых половин 1-3 обмоток подключены к фазам A1, B1, С1 питающей сети, а начала вторых половин 4-6 обмоток соединены между собой, подключены к зажиму С2 однофазной нагрузки и являются первым выходом однофазной нагрузки. Второй выход однофазной нагрузки А2 соединен с фазой А1 питающей сети.The three-phase-single-phase transformer is made on a three-core magnetic core with rectangular cross-section rods of equal area and contains three windings connected in a zigzag circuit, each of the three windings consisting of two halves: the first half of the winding is from the mains and the second half of the winding, in series connected to the first. The winding process of each of the halves of the windings determines the presence of the beginning and end of the corresponding half of the winding. Both halves of each of the windings are interconnected by the ends of the corresponding halves of the windings. The beginnings of the first halves of 1-3 windings are connected to phases A1, B1, C1 of the supply network, and the beginnings of the second halves of 4-6 windings are interconnected, connected to terminal C2 of a single-phase load and are the first output of a single-phase load. The second output of the single-phase load A2 is connected to the phase A1 of the supply network.
Первый выход однофазной нагрузки, соединенный с началами вторых половин обмоток, может быть соединен с нейтральным проводом питающей сети.The first output of a single-phase load, connected to the beginnings of the second halves of the windings, can be connected to the neutral wire of the supply network.
Все три обмотки выполнены проводом равного сечения.All three windings are made of wire of equal cross section.
Трансформатор трехфазно-однофазный работает следующим образом.The three-phase single-phase transformer operates as follows.
Трансформатор трехфазно-однофазный обеспечивает преобразование энергии трехфазной сети в энергию для питания однофазной нагрузки, симметрично отбирая мощность от всех трех фаз питающей сети. При этом обеспечиваются наиболее благоприятные условия работы трансформатора.The three-phase-single-phase transformer provides the conversion of the energy of a three-phase network into energy for supplying a single-phase load, symmetrically selecting power from all three phases of the supply network. This ensures the most favorable conditions for the operation of the transformer.
При подаче на входы A1, B1, С1 трехфазного напряжения питающей сети на выходах нагрузки А2, С2 формируется выходное однофазное напряжение. При подключении нагрузки к выходам А2, С2 через нагрузку протекает ток.When three-phase voltage of the supply network is applied to the inputs A1, B1, C1, the output single-phase voltage is generated at the load outputs A2, C2. When the load is connected to the outputs A2, C2, current flows through the load.
Благодаря работе в автотрансформаторном режиме габаритная мощность трансформатора может быть снижена примерно в два раза по сравнению с соответствующим показателем устройства по RU №2506676; масса и стоимость материалов трансформатора также могут быть снижены.Due to the operation in autotransformer mode, the overall power of the transformer can be reduced by about half compared with the corresponding indicator of the device according to RU No. 2506676; The weight and cost of transformer materials can also be reduced.
Благодаря тому, что один из выходов нагрузки, а именно А2, соединен непосредственно с одной из фаз питающей сети А1, часть тока нагрузки отбирается непосредственно от сети, минуя обмотку трансформатора. Вследствие этого сечение проводов обмоток может быть уменьшено по сравнению с прототипом, что дает возможность снижения габаритной мощности трансформатора примерно на 25%, по сравнению с прототипом, что, в свою очередь, позволяет уменьшить расход материалов (стали магнитопровода и обмоточного провода) и снизить массу и стоимость трансформатора.Due to the fact that one of the load outputs, namely A2, is connected directly to one of the phases of the supply network A1, part of the load current is taken directly from the network, bypassing the transformer winding. As a result, the cross-section of the wires of the windings can be reduced in comparison with the prototype, which makes it possible to reduce the overall power of the transformer by about 25%, compared with the prototype, which, in turn, allows to reduce the consumption of materials (steel magnetic core and winding wire) and reduce weight and the cost of the transformer.
Трансформатор трехфазно-однофазный обеспечивает возможность соединения с нейтральным проводом питающей сети выхода нагрузки С2. Таким образом, нагрузка, требующая соединения с нейтралью, может быть подключена к нейтральному проводу питающей сети своим соответствующим выводом.The three-phase-single-phase transformer provides the ability to connect to the neutral wire of the supply network of the load output C2. Thus, a load requiring a connection to the neutral can be connected to the neutral wire of the supply network with its corresponding output.
Несмотря на простоту конструкции трансформатора, уровень техники не содержит решений, характеризующихся совокупностью сформулированных признаков.Despite the simplicity of the design of the transformer, the prior art does not contain solutions characterized by a combination of formulated features.
Трансформатор трехфазно-однофазный содержит всего три обмотки, т.е. минимально возможное их количество, что обуславливает простоту конструкции и технологичность изготовления.The three-phase-single-phase transformer contains only three windings, i.e. the smallest possible number of them, which leads to simplicity of design and manufacturability.
Отбор тока нагрузки непосредственно от сети, минуя обмотку трансформатора, обеспечивает снижение массогабаритных параметров устройства и снижение материалоемкости, а также обеспечивает упрощение конструкции и повышает технологичность изготовления устройства.The selection of the load current directly from the network, bypassing the transformer winding, reduces the overall dimensions of the device and reduces material consumption, as well as simplifies the design and improves the manufacturability of the device.
Меньший объем провода способствует повышению КПД устройства, так как приводит к снижению потерь в обмотках, а уменьшение массы магнитопровода позволяет снизить потери в трансформаторной стали, что повышает КПД трансформатора трехфазно-однофазного.A smaller volume of the wire contributes to an increase in the efficiency of the device, since it leads to a decrease in losses in the windings, and a decrease in the mass of the magnetic circuit reduces the losses in transformer steel, which increases the efficiency of a three-phase single-phase transformer.
Трансформатор трехфазно-однофазный может быть изготовлен с использованием стандартного трансформаторного железа и обмоточной проволоки.A three-phase-single-phase transformer can be manufactured using standard transformer iron and a winding wire.
Таким образом, трансформатор трехфазно-однофазный обладает более низкими материалоемкостью, массой и габаритами, а также обеспечивает возможность подключения одного из выходов нагрузки к нейтральному проводу питающей сети, что расширяет область применения трансформатора трехфазно-однофазного.Thus, the three-phase single-phase transformer has lower material consumption, weight and dimensions, and also provides the ability to connect one of the load outputs to the neutral wire of the supply network, which expands the scope of the three-phase single-phase transformer.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121426A RU2656612C1 (en) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Three-phase and single-phase transformer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121426A RU2656612C1 (en) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Three-phase and single-phase transformer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2656612C1 true RU2656612C1 (en) | 2018-06-06 |
Family
ID=62560463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017121426A RU2656612C1 (en) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Three-phase and single-phase transformer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2656612C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA908740A (en) * | 1972-08-29 | E. Carlisle Thomas | Combination three phase-one phase inverter | |
| UA74960C2 (en) * | 2004-05-28 | 2006-02-15 | Yurii Oleksandrovyc Muzychenko | Three-phase autotransformer |
| RU2321133C1 (en) * | 2006-06-16 | 2008-03-27 | ООО "Компания Интер Электро" | Balancing three-phased to one-phased voltage transformer |
| RU2591040C1 (en) * | 2015-05-26 | 2016-07-10 | Андрей Николаевич Евсеев | Device for uniform distribution of single-phase load by phases of three-phase network |
| EA025827B1 (en) * | 2012-10-16 | 2017-02-28 | Открытое Акционерное Общество "Минский Электротехнический Завод Имени В.И. Козлова" | Three-phase balance-to-unbalance autotransformer (embodiments) |
-
2017
- 2017-06-20 RU RU2017121426A patent/RU2656612C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA908740A (en) * | 1972-08-29 | E. Carlisle Thomas | Combination three phase-one phase inverter | |
| UA74960C2 (en) * | 2004-05-28 | 2006-02-15 | Yurii Oleksandrovyc Muzychenko | Three-phase autotransformer |
| RU2321133C1 (en) * | 2006-06-16 | 2008-03-27 | ООО "Компания Интер Электро" | Balancing three-phased to one-phased voltage transformer |
| EA025827B1 (en) * | 2012-10-16 | 2017-02-28 | Открытое Акционерное Общество "Минский Электротехнический Завод Имени В.И. Козлова" | Three-phase balance-to-unbalance autotransformer (embodiments) |
| RU2591040C1 (en) * | 2015-05-26 | 2016-07-10 | Андрей Николаевич Евсеев | Device for uniform distribution of single-phase load by phases of three-phase network |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6335872B1 (en) | Nine-phase transformer | |
| RU2591040C1 (en) | Device for uniform distribution of single-phase load by phases of three-phase network | |
| Rashidi et al. | Design and implementation of a multi winding high frequency transformer for MPSST application | |
| WO2016170869A1 (en) | Power conversion device | |
| US7750782B1 (en) | Nine-phase autotransformer | |
| JP2008178180A (en) | Rectifier circuit | |
| CN104752043A (en) | Voltage regulating method for three-phase loaded voltage-regulating self-coupling transformer | |
| RU2453965C2 (en) | Three-phase balancing device | |
| RU2656612C1 (en) | Three-phase and single-phase transformer | |
| RU2379818C1 (en) | Device for interphase current distribution | |
| RU2679595C1 (en) | Single-phase load by the three-phase network phases uniform distribution device | |
| RU2552377C2 (en) | Voltage balancer in three-phase network | |
| RU2640571C1 (en) | Three-phase-single-phase transformer of evseev | |
| CN109637792A (en) | Testing transformer | |
| TWI780606B (en) | Isolated multi-phase dc/dc converter with reduced quantity of blocking capacitors | |
| RU2612649C1 (en) | Three-phase balun | |
| RU2683246C1 (en) | Single-phase load by the three-phase network phases uniform distribution device | |
| RU2674753C2 (en) | Single-phase load on three-phase network phases uniform distribution device | |
| JP2010193683A (en) | Three-phase/single-phase conversion voltage adjusting transformer | |
| RU2604491C1 (en) | Three-phase alternating voltage cascade converter (versions) | |
| RU2416866C1 (en) | Converter of three-phase alternating voltage | |
| RU2677224C1 (en) | Three-phase reactive autotransformer | |
| RU2668086C2 (en) | Three-phase single-phase transformer | |
| RU2727923C1 (en) | Electrical complex for balancing single-phase load | |
| RU2660936C1 (en) | Three-phase balancing system |