RU52518U1

RU52518U1 - THREE-PHASE TRANSFORMER FOR SUPPLYING TWO SINGLE-PHASE LOADS

Info

Publication number: RU52518U1
Application number: RU2005134535/22U
Authority: RU
Inventors: Ревмир Романович Мамошин; Людмила Михайловна Пестряева; Лев Яковлевич Фишлер
Original assignee: Людмила Михайловна Пестряева
Priority date: 2005-11-07
Filing date: 2005-11-07
Publication date: 2006-03-27

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к трансформаторостроению и может найти применение в трансформаторах, предназначенных для железнодорожного транспорта. Полезной моделью решается задача создания трехфазного трансформатора для питания двух нагрузок, лишенного указанных выше недостатков, характеризующегося относительно уменьшенными массогабаритными показателями вследствие более высокого коэффициента заполнения окна магнитопровода при снижении количества вводов вторичной обмотки. Для решения поставленной задачи в трехфазном трансформаторе для питания двух однофазных нагрузок, содержащем трехстержневой магнитопровод, на стержнях которого размещены соединенная в треугольник первичная и две вторичные обмотки, при этом, по крайней мере, на одном из стержней обмотки расположены на трех концентрах таким образом, что первичная обмотка расположена на среднем концентре; каждая из двух вторичных обмоток: первая, расположенная с одной стороны, и вторая, расположенная с другой стороны от первичной обмотки, является соответствующей фазой обмотки, соединенной в неполнофазную звезду, имеющую два конца, первый из которых предназначен для подключения соответствующей нагрузки, предложено, согласно настоящей полезной модели, второй конец каждой из двух вторичных обмоток соединить с одной из вершин треугольника первичной обмотки, при этом, по крайней мере, одна из неполнофазных звезд образована фазами вторичной обмотки, занимающими различное расположение на стержне магнитопровода в радиальном направлении.The utility model relates to electrical engineering, in particular, to transformer construction and can find application in transformers designed for railway transport. A useful model solves the problem of creating a three-phase transformer for supplying two loads, devoid of the above disadvantages, characterized by relatively reduced weight and size indicators due to the higher fill factor of the magnetic circuit window while reducing the number of secondary windings. To solve the problem in a three-phase transformer for supplying two single-phase loads containing a three-core magnetic circuit, on the rods of which are connected the primary and two secondary windings connected in a triangle, while at least one of the rods of the winding is located on three concentrates in such a way that the primary winding is located on the middle concentrate; each of the two secondary windings: the first located on one side and the second located on the other side of the primary winding is the corresponding phase of the winding connected to an out-of-phase star having two ends, the first of which is designed to connect the corresponding load, it is proposed, according to of the present utility model, connect the second end of each of the two secondary windings to one of the vertices of the triangle of the primary winding, while at least one of the non-phase stars is formed by the phases of the secondary winding, occupying a different location on the core of the magnetic circuit in the radial direction.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к трансформаторостроению и может найти применение в трансформаторах, предназначенных для железнодорожного транспорта.The utility model relates to electrical engineering, in particular, to transformer construction and can find application in transformers designed for railway transport.

Известен трехфазный трансформатор для питания двух нагрузок, содержащий трехстержневой магнитопровод, на всех трех стержнях которого размещены обмотки на трех концентрах таким образом, что одна обмотка предназначена для подключения к трехфазной сети, расположена на среднем концентре, а каждая из двух других обмоток, расположенных по обе стороны от нее, является фазой обмотки, предназначенной для подключения соответствующей нагрузки, и, таким образом, каждая из обмоток, предназначенных для подключения к соответствующей нагрузке, выполнена трехфазной. [Л.1].Known three-phase transformer for supplying two loads, containing a three-core magnetic circuit, on all three rods of which are placed windings on three concentrates so that one winding is designed to connect to a three-phase network, located on the middle concentrator, and each of the other two windings located on both side of it, is the phase of the winding, designed to connect the corresponding load, and, thus, each of the windings, designed to connect to the corresponding load, three phase. [L.1].

Описанное в [Л.1] выполнение трехфазного трансформатора для питания двух нагрузок обеспечивает симметричные трехфазные системы напряжений, питающих нагрузки, соединенные также в трехфазную группу.The implementation of a three-phase transformer described in [L.1] for supplying two loads provides symmetric three-phase voltage systems supplying loads, which are also connected in a three-phase group.

Однако довольно часто от трехфазной системы напряжения питают однофазные нагрузки. В частности, электроснабжение железнодорожного транспорта на переменном токе осуществляется таким образом, что одна фаза трехфазной системы вторичной обмотки трансформатора, соединенной в треугольник, питает одну нагрузку, а вторая фаза - другую нагрузку,However, quite often, single-phase loads supply voltage from a three-phase system. In particular, power supply of railway transport on alternating current is carried out in such a way that one phase of a three-phase secondary transformer winding system connected in a triangle feeds one load, and the second phase - another load,

Эта система имеет недостаток: появление токов обратной последовательности в питающей трансформатор трехфазной сети.This system has a drawback: the appearance of reverse sequence currents in a three-phase network supplying a transformer.

Известно, что указанного выше недостатка не имеет система, при которой вектора напряжений, питающих две разные нагрузки, сдвинуты относительно друг друга на 90 электрических градусов (эффект Скотта) [Л.2].It is known that the above drawback does not have a system in which the voltage vectors supplying two different loads are shifted relative to each other by 90 electrical degrees (Scott effect) [L.2].

Известен также трехфазный трансформатор для питания двух нагрузок, содержащий трехстержневой магнитопровод, на стержнях которого размещены обмотки, при этом, по крайней мере, на одном из стержней обмотки расположены на трех концентрах таким образом, что обмотка, предназначенная для подключения к трехфазной сети, расположена на среднем концентре, а каждая из двух других обмоток, расположенных по обе стороны от нее, является фазой обмотки, предназначенной для подключения соответствующей нагрузки, при этом каждая из обмоток, предназначенных для подключения к соответствующей нагрузке, выполнена двухфазной таким образом, что одна из обмоток соединена в прямую неполнофазную звезду, а другая - в обратную неполнофазную звезду, при этом каждое из указанных соединений образовано обмотками, занимающими одинаковое расположение на стержне магнитопровода в радиальном направлении [Л.3].Also known is a three-phase transformer for supplying two loads, containing a three-core magnetic circuit, on the rods of which the windings are located, while at least one of the rods of the winding is located on three concentrates so that the winding intended for connection to a three-phase network is located on average concentrate, and each of the other two windings located on either side of it is a phase of the winding designed to connect the corresponding load, with each of the windings being designed x for connecting to the appropriate load, it is made two-phase in such a way that one of the windings is connected to a direct non-phase star and the other to a reverse non-phase star, each of these connections being formed by windings occupying the same location on the core of the magnetic circuit in the radial direction [L .3].

Однако трехфазный трансформатор для питания двух нагрузок по [Л.3] имеет ряд недостатков, к числу которых следует отнести:However, a three-phase transformer for supplying two loads according to [L.3] has a number of disadvantages, which include:

- низкий коэффициент заполнения окна магнитопровода вследствие того, что все неполнофазные звезды образованы фазами вторичной обмотки, занимающими одинаковое расположение на стержне магнитопровода в радиальном направлении;- low fill factor of the magnetic circuit window due to the fact that all non-phase stars are formed by the phases of the secondary winding, occupying the same location on the core of the magnetic circuit in the radial direction;

- значительное количество вводов вторичных обмоток.- a significant number of inputs of the secondary windings.

Полезной моделью решается задача создания трехфазного трансформатора для питания двух нагрузок, лишенного указанных выше недостатков, характеризующегося относительно уменьшенными массогабаритными показателями вследствие более высокого коэффициента A utility model solves the problem of creating a three-phase transformer for powering two loads, devoid of the above disadvantages, characterized by relatively reduced overall dimensions due to a higher coefficient

заполнения окна магнитопровода при снижении количества вводов вторичной обмотки.filling the magnetic circuit window while reducing the number of inputs of the secondary winding.

Для решения поставленной задачи в трехфазном трансформаторе для питания двух однофазных нагрузок, содержащем трехстержневой магнитопровод, на стержнях которого размещены соединенная в треугольник первичная и две вторичные обмотки, при этом, по крайней мере, на одном из стержней обмотки расположены на трех концентрах таким образом, что первичная обмотка расположена на среднем концентре; каждая из двух вторичных обмоток: первая, расположенная с одной стороны, и вторая, расположенная с другой стороны от первичной обмотки, является соответствующей фазой обмотки, соединенной в неполнофазную звезду, имеющую два конца, первый из которых предназначен для подключения соответствующей нагрузки, предложено, согласно настоящей полезной модели, второй конец каждой из двух вторичных обмоток соединить с одной из вершин треугольника первичной обмотки, при этом, по крайней мере, одна из неполнофазных звезд образована фазами вторичной обмотки, занимающими различное расположение на стержне магнитопровода в радиальном направлении.To solve the problem in a three-phase transformer for supplying two single-phase loads containing a three-core magnetic circuit, on the rods of which are connected the primary and two secondary windings connected in a triangle, while at least one of the rods of the winding is located on three concentrates in such a way that the primary winding is located on the middle concentrate; each of the two secondary windings: the first located on one side and the second located on the other side of the primary winding is the corresponding phase of the winding connected to an in-phase star having two ends, the first of which is designed to connect the corresponding load, it is proposed, according to of the present utility model, connect the second end of each of the two secondary windings to one of the vertices of the triangle of the primary winding, while at least one of the non-phase stars is formed by the phases of the secondary winding, occupying a different location on the core of the magnetic circuit in the radial direction.

Полезная модель поясняется на примере выполнения чертежом (фиг.1), представляющим собой - схематичное изображение активной части заявляемого трехфазного трансформатора для питания двух однофазных нагрузок.The utility model is illustrated by the example of the drawing (figure 1), which is a schematic illustration of the active part of the inventive three-phase transformer for powering two single-phase loads.

Трехфазный трансформатор для питания двух однофазных нагрузок содержит магнитопровод 1 с тремя стержнями: 2, 3, 4.A three-phase transformer for supplying two single-phase loads contains a magnetic circuit 1 with three rods: 2, 3, 4.

На стержне 2 расположены фазы обмоток 5, 6, занимающие два концентра, на стержне 3 расположены фазы обмоток 7, 8, 9, занимающие три концентра, на стержне 4 расположены фазы обмоток 10, 11, занимающие два концентра.On the rod 2 are the phases of the windings 5, 6, occupying two concentrates, on the rod 3 are the phases of the windings 7, 8, 9, occupying three concentrates, on the rod 4 are the phases of the windings 10, 11, occupying two concentrates.

Фазы первичной обмотки, расположенные на концентрах 6, 8 и 11, соединены в треугольник и снабжены выводами 12, 13, 14 предназначенными для подсоединения к фазам А, В, С напряжения питания соответственно.The phases of the primary winding located on the concentrates 6, 8 and 11 are connected in a triangle and equipped with leads 12, 13, 14 designed to connect the supply voltage to phases A, B, C, respectively.

Фазы вторичной обмотки, расположенные на концентрах 5 и 7, соединены в обратную неполнофазную звезду и имеют концы 15 и 16, из которых конец 15 предназначен для подсоединения к нагрузке, а конец 16 соединен с выводом 13 фазы В - одной из вершин «треугольника», образованного фазами первичной обмотки.The phases of the secondary winding located on the concentrators 5 and 7 are connected to a reverse non-phase star and have ends 15 and 16, of which end 15 is intended to be connected to the load, and end 16 is connected to terminal 13 of phase B, one of the vertices of the “triangle”, formed by the phases of the primary winding.

Фазы вторичной обмотки, расположенные на концентрах 9 и 10, соединены в прямую неполнофазную звезду и имеют концы 17 и 18, из которых конец 18 предназначен для подсоединения к нагрузке, а конец 17 соединен с выводом 12 фазы А - вершины треугольника, образованного фазами первичной обмотки.The phases of the secondary winding located on the concentrates 9 and 10 are connected to a direct single-phase star and have ends 17 and 18, of which the end 18 is designed to connect to the load, and the end 17 is connected to the terminal 12 of phase A - the top of the triangle formed by the phases of the primary winding .

Все фазы вторичных обмоток, расположенные на соответствующих концентрах, имеют одинаковое число витков и равные парные сопротивления короткого замыкания, чтобы обеспечить полную симметрию сдвига векторов напряжения правого и левого плеча относительно линейных напряжений первичной обмотки С-А и С-В.All phases of the secondary windings located on the corresponding concentrates have the same number of turns and equal pair short-circuit resistances to ensure complete symmetry of the shift of the voltage vectors of the right and left shoulders relative to the linear voltages of the primary windings C-A and C-B.

Фазы вторичной обмотки А и В, расположенные на концентрах 5 и 7 соответственно, образующие обратную неполнофазную звезду, имеют на стержнях 2 и 3 соответственно магнитопровода 1 одинаковое расположение в радиальном направлении, а именно: обе находятся слева от нее.The phases of the secondary winding A and B, located on the concentrators 5 and 7, respectively, forming a reverse non-phase star, have the same radial arrangement on the rods 2 and 3, respectively, of the magnetic circuit 1, namely: both are to the left of it.

Фазы вторичной обмотки, расположенные на концентрах 9 и 10 соответственно, образующие прямую неполнофазную звезду, имеют на стержнях 3 и 4 магнитопровода 1 различное расположение в радиальном направлении, а именно: на стержне 3 магнитопровода концентр 9 фазы вторичной обмотки расположен справа от концентра 8 первичной обмотки, The phases of the secondary winding, located on concentrates 9 and 10, respectively, forming a direct non-phase star, have on the rods 3 and 4 of the magnetic circuit 1 a different arrangement in the radial direction, namely: on the core 3 of the magnetic circuit, the concentrator 9 of the secondary phase is located to the right of the concentrate 8 of the primary winding ,

а на стержне 4 магнитопровода концентр 10 фазы вторичной обмотки расположен слева от концентра 11 первичной обмотки.and on the core 4 of the magnetic circuit, the concentrator 10 of the phase of the secondary winding is located to the left of the concentrate 11 of the primary winding.

Равенство реактансов указанных пар концентров (8-9 и 10-11) обеспечивается за счет того, что разность их диаметров компенсируется разностью каналов рассеяния.The equality of the reactants of these pairs of concentrates (8–9 and 10–11) is ensured due to the fact that the difference in their diameters is compensated by the difference in the scattering channels.

Благодаря этому, в окне магнитопровода отсутствуют так называемые «пустые» места, в результате уменьшаются межосевые расстояния в магнитопроводе, массогабаритные показатели, потери холостого хода и т.д.Due to this, the so-called “empty” places are absent in the magnetic circuit window, as a result, the interaxal distances in the magnetic circuit, weight and size indicators, and no-load losses, etc.

Так как один из концов каждой неполнофазной звезды соединяется с одной из вершин треугольника первичной обмотки, то количество вводов вторичной обмотки сократится в два раза.Since one of the ends of each non-phase star is connected to one of the vertices of the triangle of the primary winding, the number of inputs of the secondary winding will be halved.

Все перечисленные выше технические преимущества заявляемого решения позволят существенно снизить себестоимость изготовления трехфазного трансформатора для питания двух однофазных нагрузок.All of the above technical advantages of the proposed solution will significantly reduce the cost of manufacturing a three-phase transformer to power two single-phase loads.

Литература:Literature:

1. Трансформаторное оборудование для преобразовательных установок / Я.Л.Фишлер, Р.Н.Урманов, Л.М.Пестряева, Энергоатомиздат, 1989 г., с.142, рис.3-4, с.197, рис.4-2в.1. Transformer equipment for converting plants / Ya.L. Fishler, RN Urmanov, L. M. Pestryaeva, Energoatomizdat, 1989, p. 142, fig. 3-4, p. 97, fig. 4- 2c.

2. Электрические машины / И.П.Копылов, Энергоатомиздат, 1986 г., с.141.2. Electric machines / IP Kopylov, Energoatomizdat, 1986, p. 141.

3. Патент РФ на полезную модель №39737, МПК H 01 F 27/30, 2004 г.3. RF patent for utility model No. 39737, IPC H 01 F 27/30, 2004

Claims

A three-phase transformer for supplying two single-phase loads, containing a three-core magnetic circuit, on the rods of which are connected the primary and two secondary windings connected in a triangle, while at least one of the rods of the winding is located on three concentrates so that the primary winding is located on average concentrate; each of two secondary windings: the first, located on one side, and the second, located on the other side of the primary winding, is the corresponding phase of the winding connected to an in-phase star having two ends, the first of which is designed to connect the corresponding load, characterized in that the second end of each of the two secondary windings is connected to one of the vertices of the triangle of the primary winding, while at least one of the non-phase stars is formed by phases of the secondary winding, which occupy different th location on the core of the magnetic circuit in the radial direction.