RU28278U1 - Однофазный изолирующий трансформатор для аэродромных светосигнальных систем - Google Patents

Abstract

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 первичная обмотка, а вторичная обмотка содержит две секции, которые установлены на периферийных стержнях и соединены между собой таким образом, что обеспечивается возможность сложения энергии, получаемой секциями из магнитопровода.2. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что секции вторичной обмотки соединены последовательно.3. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что секции вторичной обмотки соединены параллельно.

Description

Полезная модель относится к электротехннке, в частности, к электроиндушщонным устройствам, и может быть применена в однофазных юолнруюпщх трансформаторах, работающих в электрлнеских цепях с последовательным питанием потребителей, а именно в аэродровгаых светосигнальных системах.

Светосигнальные системы содержат несколько (до 50) кабельных колец (гирлянд), каждое ю которых представляет собой электрическую цепь, состояп ую из ламп (в сборке - огни), до 100 ламп в кольце, изолирующих трансформаторов и регулятора яркости, который поддерживает в цепи стабильный ток в соответствии с установленной ступенью яркости огней. В каждом кабельном кольце первичные обмотки всех изол ующих 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.). На аэродромах РФ, СНГ и ряда других стран максимальной ступени яркости огней соответствует ток регулятора фкости 8,3 А, при этом ток, 1фотека« щий через нити ламп, ртвен 6,6 А, то есть изолирующие трансформаторы должны иметь коэффициент трансформации по току, равный 6,6 / 8,3 0,795.

Особенностью эксплуатации изолирующих трансформаторов является их питание из цепи высокого напряжения, в то время как лампы аэродромных огней рассчитаны на сравнительно низкое напряжение (в зависимости от мощности - от 6 до 30 Вольт). В связи с тем, что изолирующие трансформаторы имеют станд тный коэффициент трансформации, близкий к единице, падение напряжения на первичной обмотке изолирующего трансформатора не 1февосходит 25 Вольт 1фи работе на лампу и 50 Вольт в случае перегорания лампы. Однако из-за последовательного соединения многих изолируюпщх трансформаторов в кабельное кольцо общее напряжение питания, развиваемое регулятором Jфкocти, доходит до 5 киловольт, что заставляет обеспечивать первичную обмотку изолирующего трансформатора высоковольтной изоляцией, то есть выполнять его конструктивно как высокопотешщальный.

Высоковольтная изоляция первичной обмоши ухудшает теплоотвод от неё, что влечёт повышение рабочей тевшературы трансформатора и, как следствие, ускоренное стечение его изоляции и уменьшение надёжности (ресурса работы).

Наиболее близким по совожулности существенных лрюнаков к полезной модели является одаофазный изолирующий трансформатор для аэродромных светосигнальных систем содержащий магнитопровод с первичной и вторичной обмотками, причём магнитопровод выполнен трёхстержневым, на центральном стержне магнитопровода установлена вторичная обмотка, а первичная обмотка содержит две секции, которые установлены на периферийных стержнях и соединены между собой с возможностью образования в центральном стержне гнитных потоков (Свндетельство Российской Федерации на полезную модель от 27.09.2002 г. № 25367 «Однофазный изолирующий трансформатор для аэродромных светосигнальных систем, авторы Новиков М.И., Синцов СБ., ДыгинB.C., Зуб евичН.С.Х

Недостатком известного изолирующего трансформатора является пониженная надёжность (уменьщенный ресурс работы) из-за нагрева магнигопровода и ускоренного изоляции. Это объясняется тем, что первичная обмотка трансформатора, требующая высоковольтной изоляции, состоит из тфух секций, расположенных на периферийных стержнях магнитопровода. При этом изоляция первичной обмотку укрывает значительную часть магнитопровода (два стержня из трёх и примыкающие к ним участки ярм магнитопровода), ухудщая теплоотвод и вызывая повьппение рабочей температуры трансформатора., что влечёт ускоренное изоляции и снижение на дёжности трансформатора (уменьщение ресурса).

Кроме этого, дня соединения секций первичной обмотки между собой в конструкции трансформатора должны предусматриваться элементы, обеспечивающие иеобходимый контакт между отводами секций первичной обмотки. Эти элементы также должны быть обеспечены высоковольтной изоляцией. Наличие каждого дополнительного высоковольтного соединения внутри трансформатора дополнительно снижает его надёжность.

Кроме этого, первичная обмотка изолирующего трансформатора в ра бочем режиме пропускает ток значительной величины (до 8,3 А), протекающий в том числе и через соединение отводов первичной обмотки и вызывающий нагрев соединения, следствием чего является ускорение окисления поверхностей проводов в месте контакта и соответствующее снижение надёжности трансформатора..

Задачей настоящей полезной модели является создание однофазного изолирующего трансформатора для аэродромных светосигнальных систем, которьЕ имеет повыщенную надёжность (увеличенный ресурс).

Технический результат настоящей полезной модели заключается в умепьщении теплоизоляции трансформатора от внепшей среды за счёт уменьщения доли поверхности, подлежащей уБфЫТИЮ высоковольтной изоляцией, а также в уменьщении количества соединений в высокопотенциальных цепях трансформатора и в уменьшении нагрева соединений тфотекающим через них током.

Указанный результат достигается тем, что в однофазном изолирующем трансформаторе, содержащем магнитопровод с первичной и вторичной обмотками,

магниголровод выполнен трёхстержневым, при этом на центральном стержне установлена первичная обмотка, а вторична обмопщ содержит две секции, которые установлены на периферийных стержнях и соединены между собой таким образом, что обеспечивается возможность сложения эиергии, получаемой секциями из магиитопровода.

Кроме этого, секции вторичной обмотки соединены последовательно. Кроме этого, секции вторичной обмотки соединены п фаллельно.

Размещение первичной обмотки на центральном стержне магнитопровода позволяет в полтора раза уменьпшть поверхность трансформатора, подлежащую укрытию высоковольтной изоляцией, что приводит к улучшению теплоотвода от трансформатора в окружающую среду, уменьщ шю рабочей тевшературы трансформатора, и, следовательио, замедлеиию изоляции и повышению надёжности (увеличению ресурса) трансформатора

Выполнение первичной обмотки односекционной позволяет уменьпшть количество соединений в высоконотенциальных цепях трансформатора, требуюпщх высоковольтной изоляции, что повышает его надёжность (увеличивает ресурс) и упрощает коистрзпщию трансформатора.

Выполнение вторичной обмотки двухсекционной с размещением секций ла периферийных стержнях магиитопровода и возможностью сложения энергии, получаемой секциями нз мегшггощювода, позволяет пространственно разнести её с первичной обмоткой, что упрощает межобмоточную изоляцию и повышшт надёжность изолирующего трансформатора (увеличивает ресурс), при максимальном использовании магнитного потока, создаваемого первичной обмоткой для отбора необходимой мощности из магнитопровода. Последнее связано с тем, что в трёхстержневом магнитопроводе магнитный поток, создаваемый первичной обмоткой, размещённой на центральном стержне, поровну распределяется в перифери охе стержни, то есть величина магнитного потока в каждом из периферийных стержней в два раза меньше, чем в центральном стержне. Размещение вторичной обмотки посекционно на периферийных стержнях позволяет полиостью использовать для отбора мощности магнитный ноток, создаваемый первичной обмоткой.

Ток, протекающий через соединение секций вторичной обмотки, имеет более низкое максимальное значение (не более 6,6 А), чем ток, протекающий через соединение секций первичной обмотки известного изолирующего трансформатора (8,3 АХ что обеспечивает уменьшение иежелательного нагрева соединения и, как следствие, повышение надёжности (увеличеиие ресзфса) трансформатора.

последовательным соединением секций вторичной обмотки, а на фиг. 2 представлена электрическая схема однофазного изолирующего трансформатора с параллельным соединением секций вторичной обмотки.

Трансформатор содержит трёхсгержневой магиитонровод 1, первичную обмотку 2 и вторичную обмотку 3. Вторичная обмотка 3 содержит две секции 4,5, которые выполнены одинаковыми. Первичная обмотка 2 установлена на центральном стержне 6 магнитопровода 1. Секция вторичной обмотки 4 установлена на периферийном стержне 7 магнитопровода 1, а секция вторичной обмотки 5 установлена на периферийном стержне 8 магнитопровода 1. Секции 4,5 вторичной обмотки соединены между собой таким образом, что обеспечивается возможность сложения энергии, получаемой секциями из магнитопровода. Магнитопровод 1 может быть выполнен из разрезных ленточных магшггопроводов типа ПЛЕ ШЛО или аналогичных, изготавливаемых из стали с малыми потерями. Центральный стержень 6 магнитопровода 1 имеет площадь поперечного сечения в два раза большую, чем площадь поперечного сечения каждого из периферийных стержней 4,5 магнитощювода. Вторичная обмотЕШ 3 соединена с лампой (на чертеже не показана), а первичная обмотка 2-е источником питания - регулятором фкости (на чертеже не показан).

Поскольку у изолируюп:1(его трансформатора является высокопотенциальной, то есть требует высоковольтной изоляции, только первичная обмотка, у заявленного трансформатора требуется обеспечивать высоковольтную изолящю только одного центрального стержня, магнитопровода, а не двух периферийных, как у известного трансформатора, что позволяет получить лучшие условия дня охлаждения трансформатора, сш1зи1ь его рабочую температуру, замедлить спфение изоляции и повысить надёжность высоковольтной изоляции, вследствие чего пожишается надёжность изолирующего трансформатора (увеличивжтся его ресурс).

Однофазный изолирующий трансформатор работает следующим образом.

При протекании тока через первичную обмотку 2 в центральном стержне 6 магнитопровода 1 возникает переменное магнитное поле с магнитным потоком Ф, который разветвляется на парш1альные магнитные потоки в периферийные стержни 7 и 8. Посколы площадь поперечного сечения каждого из п)иферийнь х стержней 7,8 магнитопровода 1 в два раза меньше, чем площадь поперечного сечения цетрального стержня 6, величина каждого из парциальных магнитных потоков равна Ф/2. Под действием парциальных магнитных потоков в секциях вторичной обмотки 4 и 5 наводится ЭДС, величина которой пропорциональна величине п циального магнитного потока и числу витков соответствующей секции. Поскольку секции соединены между собой таким образом, что обеспечивается возможность сложения энергии, получаемой секциями из магнитопровода, то есть синфазно (израадельно иди последоватедьно), при подюпочении нагрузки к зажимам вторичной обмотки 3 по цели начинает нротекахь ток.

При равенстве токов через первичную и вторичную обмотку заявленного изолирующего трансфс матора токам через соответствующие обмотки известното изолирующего транс рматора ток через соединение отводов секций вторичной обмотки заявленного трансформатора меньще, чем ток через соединение отводов первичной обмотки известного трансформатора что обуславливает меньший нагрев, меньшее окисление соединения и, как следствие, более высокую надёжность соединения и трансформатора в целом.

Кроме этого, соединение отводов вторичной обмотки заявленного трансформатора является низкопотенциальным в отличие от высоконотенциального соединения отводов первичной обмотки известного трансформатора, что также обуславливает более высокую надёжность соединения и трансформатора в целом.

Claims (3)

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 первичная обмотка, а вторичная обмотка содержит две секции, которые установлены на периферийных стержнях и соединены между собой таким образом, что обеспечивается возможность сложения энергии, получаемой секциями из магнитопровода.

2. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что секции вторичной обмотки соединены последовательно.

3. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что секции вторичной обмотки соединены параллельно.