RU76159U1 - TRANSFORMER WITH PAIR OUTPUT WINDING - Google Patents

TRANSFORMER WITH PAIR OUTPUT WINDING Download PDF

Info

Publication number
RU76159U1
RU76159U1 RU2008113828/22U RU2008113828U RU76159U1 RU 76159 U1 RU76159 U1 RU 76159U1 RU 2008113828/22 U RU2008113828/22 U RU 2008113828/22U RU 2008113828 U RU2008113828 U RU 2008113828U RU 76159 U1 RU76159 U1 RU 76159U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
windings
transformer
winding
transformers
model
Prior art date
Application number
RU2008113828/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Иванович Ермаков
Владимир Васильевич Киселев
Андрей Михайлович Дюрягин
Константин Николаевич Мулюкин
Юрий Иванович Попов
Ильдар Камилевич Шакиров
Original Assignee
Иван Иванович Ермаков
Владимир Васильевич Киселев
Андрей Михайлович Дюрягин
Константин Николаевич Мулюкин
Юрий Иванович Попов
Ильдар Камилевич Шакиров
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 Иван Иванович Ермаков, Владимир Васильевич Киселев, Андрей Михайлович Дюрягин, Константин Николаевич Мулюкин, Юрий Иванович Попов, Ильдар Камилевич Шакиров filed Critical Иван Иванович Ермаков
Priority to RU2008113828/22U priority Critical patent/RU76159U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU76159U1 publication Critical patent/RU76159U1/en

Links

Landscapes

  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области трансформаторостроения и может быть использована в военных и промышленных объектах техники, где для решения задач электроснабжения необходимы трансформаторы. Задачей модели является получение минимальных потерь энергии в трансформаторе и обеспечение постоянного коэффициента трансформации в диапазоне расчетной мощности. Это достигается путем встречного включения парных вторичных обмоток, одинаковых по техническим характеристикам. Число парных обмоток должно равняться числу резистивных нагрузок. При встречном включении двух обмоток поперечные составляющие токов в каждой обмотке, которые появляются за счет резистивной нагрузки, оказываются противоположными по знаку, поэтому взаимно компенсируются. Проведение исследования на трансформаторах типа ТН56-220-50; ТН61-220-50; ТАН 104-127/220-50 и т.д. полностью подтверждают справедливость выводов, приведенных в описании.The utility model relates to the field of transformer engineering and can be used in military and industrial engineering facilities, where transformers are needed to solve the problems of power supply. The task of the model is to obtain minimal energy loss in the transformer and to ensure a constant transformation ratio in the range of the rated power. This is achieved by the counter inclusion of paired secondary windings, identical in technical characteristics. The number of paired windings should equal the number of resistive loads. When the two windings are turned on in turn, the transverse components of the currents in each winding, which appear due to the resistive load, turn out to be opposite in sign, and therefore mutually compensated. Research on transformers of the type ТН56-220-50; TH61-220-50; TAN 104-127 / 220-50, etc. fully confirm the validity of the conclusions given in the description.

Description

Предполагаемая полезная модель относится к области трансформаторостроения, и может быть использовано в различных электротехнических системах, в основе которых в качестве преобразователей одной системы переменного напряжения в другую применяются трансформаторы (Тр), работающие в конечном итоге на резистивную нагрузку.The proposed utility model relates to the field of transformer construction, and can be used in various electrical systems, based on which transformers (Tr) are used as converters of one AC voltage system to another, which ultimately operate on a resistive load.

На основании теоретических и экспериментальных исследований, изложенных в монографии авторов Ермакова И.И. и Киселева В.В. «Обобщенная теория электрических и магнитных цепей»-Казань, 2007 - 132 С., где указано, что для существующих классических трансформаторов следует рассматривать две проблемы:Based on theoretical and experimental studies, set out in a monograph by the authors I. Ermakova and Kiseleva V.V. “The generalized theory of electric and magnetic circuits” - Kazan, 2007 - 132 C., which states that for existing classical transformers two problems should be considered:

Во-первых, реально ток во вторичной обмотке, который определяется характером нагрузки не находится в противофазе по отношению к току в первичной обмотке. Вследствие чего магнитные потоки, созданные потоками первичной и вторичной обмоток, алгебраически не могут вычитаться. Во вторичной обмотке «как бы» появляется дополнительная поперечная составляющая магнитного потока, связанная с деформацией плоскостных орбит движения электронов в витках обмоток в пространственные. Это обстоятельство приводит к появлению в Тр высших гармоник, к накоплению потерь в стали, к нарушению постоянства коэффициента трансформации.Firstly, the current in the secondary winding, which is determined by the nature of the load, is not in antiphase with respect to the current in the primary winding. As a result, the magnetic flux created by the primary and secondary winding flows cannot be subtracted algebraically. In the secondary winding “as it were” an additional transverse component of the magnetic flux appears, associated with the deformation of the planar orbits of the motion of electrons in the turns of the windings into spatial ones. This circumstance leads to the appearance of higher harmonics in Tr, to the accumulation of losses in steel, to a violation of the constancy of the transformation coefficient.

Во-вторых, при рассмотрении ЭДС (Ес) самоиндукции обычно пользуются упрощенной формулойSecondly, when considering EMF (E c ) self-induction usually use the simplified formula

Где - индуктивность обмотки; - ток в витках обмотки.Where - winding inductance; - current in the turns of the winding.

В действительности ЭДС самоиндукции определяется другим выражением:In reality, the emf of self-induction is determined by another expression:

где характеризует потокосцепление;Where characterizes flux linkage;

- индуктивность обмотки; - winding inductance;

- число витков; - number of turns;

, - площадь сечения и средняя длина МП; , - cross-sectional area and the average length of the MP;

- абсолютная магнитная проницаемость материала МП - absolute magnetic permeability of the material MP

Поскольку все величины, кроме , входящие в индуктивность, являются постоянными, а и (причем для трансформаторной стали ) полностью определяются свойствами ферроматериала магнитопровода, то для того, чтобы выполнить условиеSince all quantities except included in the inductance are constant, and and (and for transformer steel ) are completely determined by the properties of the ferromaterial of the magnetic circuit, in order to fulfill the condition

необходимо выбирать соответствующий ферроматериал, или ограничивать коэффициент трансформации по току. Других каких-то подстроечных методов здесь не существует.it is necessary to choose the appropriate ferromaterial, or to limit the current transformation ratio. There are no other tuning methods here.

Что касается первой проблемы, то она к настоящему времени уже решалась.As for the first problem, it has already been solved.

Известен линейный трансформатор по патенту на полезную модель №56064 от 27.08.2006 г., МПК H01F 27/34, 27/38;Known linear transformer according to the patent for utility model No. 56064 dated 08/27/2006, IPC H01F 27/34, 27/38;

положительное решение о выдаче Патента на изобретение по заявке №200614905/09(047946) от 11.12.2006, прототип, содержащий классический трансформатор, две диодные ветви, каждая из которых образована двумя последовательно (согласовано) включенными диодами, два конденсатора, балластное сопротивление и активную нагрузку.a positive decision to grant a Patent for an invention according to application No. 200614905/09 (047946) dated 12/12/2006, a prototype containing a classic transformer, two diode branches, each of which is formed by two diodes connected in series (matched), two capacitors, ballast resistance and active load.

Недостаток этого технического решения заключается в том, что возникает необходимость в использовании дополнительных устройств, усложняющих схему Тр в целом, и в сложности настройки схем на резонанс по 2-ой гармонике.The disadvantage of this technical solution is that there is a need to use additional devices that complicate the Tr scheme as a whole, and the complexity of tuning the circuits to resonance at the 2nd harmonic.

Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение противофазности токов в первичной и во вторичной обмотках.The objective of the proposed utility model is to ensure the antiphase currents in the primary and secondary windings.

Технический результат достигается тем, что в классическом Тр, имеющем во вторичной цепи парное число обмоток (по количеству резистивных нагрузок), обмотки по парно соединяются встречно, а нагрузки включаются между одноименными зажимами двух обмоток. При этом каждая пара обмоток должна по техническим характеристикам - числу витков, индуктивности и т.д. - быть близкими друг к другу.The technical result is achieved by the fact that in the classical Tr, which has a pair of windings in the secondary circuit (by the number of resistive loads), the windings are paired in opposite directions, and the loads are connected between the same terminals of the two windings. In this case, each pair of windings should according to technical characteristics - the number of turns, inductance, etc. - be close to each other.

На фиг.1 приведена электрическая схема Тр с одной парой вторичных (выходных) обмоток.Figure 1 shows the electrical circuit Tr with one pair of secondary (output) windings.

Она включает в себя трансформатор 1, две выходные обмотки 2 (индуктивностью L2=L3=L) и нагрузку 3 (RH). Согласно схеме (фиг.1), вторичные обмотки соединяются встречно. Потенциалы точек a, b и с одинаковы. Нагрузка (RH) включается между одноименными зажимами обмоток.It includes a transformer 1, two output windings 2 (inductance L 2 = L 3 = L) and load 3 (R H ). According to the scheme (figure 1), the secondary windings are connected counterclockwise. The potentials of points a, b, and c are the same. The load (R H ) is included between the same terminals of the windings.

Принцип работы схемы и обоснованность эффекта предлагаемой полезной модели состоит в следующем:The principle of operation of the circuit and the validity of the effect of the proposed utility model is as follows:

1. По нагрузке RH протекает суммарный ток от обеих обмоток. Следовательно, обмотки могут быть выполнены из провода меньшего диаметра, но с большим числом витков. Если при этом имеется необходимость повысить не только ток, но и напряжение на нагрузке RH.1. The total current from both windings flows through the load R H. Therefore, the windings can be made of wire of smaller diameter, but with a large number of turns. If there is a need to increase not only the current, but also the voltage at the load R H.

2. Встречное (по парное) включение вторичных обмоток означает, что по ним будут протекать встречные токи, имеющие противоположные по знаку поперечные составляющие. При одинаковых технических характеристиках обеих обмоток поперечная составляющая тока в одной обмотке скомпенсирует ту же составляющую в другой обмотке.2. The counter (in pair) inclusion of the secondary windings means that counter currents having opposite transverse components in sign will flow through them. With the same technical characteristics of both windings, the transverse component of the current in one winding will compensate for the same component in the other winding.

Таким образом, введением парных обмоток во вторичной цепи Тр (по числу резистивных нагрузок), включенных между собой встречно, удается сцентрировать результирующий магнитный поток, порожденный вторичными обмотками, относительно магнитного потока первичной обмотки. Или иначе, с помощью двух встречно включенных вторичных обмоток Тр можно симметрировать результирующий магнитный поток, обусловленный протеканием по ним тока, относительно магнитного потока первичной обмотки. В результате этого обо магнитных потока оказываются в противофазе, вследствие чего будет происходить линейный отбор электрической энергии из первичной обмотке во вторичную.Thus, by introducing paired windings in the secondary circuit Tr (in terms of the number of resistive loads) connected in-between, it is possible to concentrate the resulting magnetic flux generated by the secondary windings relative to the magnetic flux of the primary winding. Or otherwise, using the two counter-connected secondary windings Tr, it is possible to symmetry the resulting magnetic flux due to the current flowing through them with respect to the magnetic flux of the primary winding. As a result of this, the magnetic fluxes are in antiphase, as a result of which there will be a linear selection of electric energy from the primary to the secondary.

Проведенные экспериментальные исследования на трансформаторах типа ТН-56-220-50, ТН-61-220-50, ТАН 104-127/220-50 и других полностью подтвердили справедливость выводов, приведенных в описании.The conducted experimental studies on transformers of the type TN-56-220-50, TN-61-220-50, TAN 104-127 / 220-50 and others fully confirmed the validity of the conclusions given in the description.

На фиг.2 представлены характеристики изменения к.п.д. для Тр ТН-56-220-50 в четырех вариантах. Он имеет четыре выходные (вторичные) обмотки, близки по техническим характеристикам.Figure 2 presents the characteristics of the change in efficiency for Tr TN-56-220-50 in four versions. It has four output (secondary) windings, similar in technical characteristics.

На фиг.2 представлена:Figure 2 presents:

1 обмотка, это означает - только одна обмотка подключена к переменной резистивной нагрузке.1 winding, this means - only one winding is connected to a variable resistive load.

2 обмотки встречно - две обмотки из четырех включены встречно и переменная резистивная нагрузка включена между одноименными зажимами этих обмоток. Другие две обмотки разомкнуты.2 windings in the opposite direction - two out of four windings are connected in the opposite direction and a variable resistive load is connected between the same terminals of these windings. The other two windings are open.

2 обмотки согласно - две обмотки из четырех включены на переменную нагрузку, остальные две - разомкнуты.2 windings according to - two of the four windings are connected to a variable load, the other two are open.

4 обмотки - по две обмотки включены согласно, а затем каждая пара обмоток между собой соединены встречно и между их одноименными зажимами включена переменная нагрузка.4 windings - two windings are connected according to, and then each pair of windings are interconnected against each other and a variable load is connected between their clamps of the same name.

Из анализа приведенных на фиг.2 характеристик следует:From the analysis of the characteristics shown in figure 2 follows:

Во-первых, в любом случае при встречном включении парных обмоток имеется выигрыш в к.п.д.Firstly, in any case, when the pair windings are turned on again, there is a gain in efficiency

Во-вторых, чем ближе трансформатор работает к номинальной (расчетной) нагрузке, тем больший получается выигрыш по к.п.д. (до 10%).Secondly, the closer the transformer operates to the rated (rated) load, the greater the gain in efficiency is obtained. (to 10%).

В третьих, оптимальное значение нагрузки (RH) отмечается тогда, когда она равна по величине индуктивному сопротивлению (ωL) одной из встречно включенных обмоток.Thirdly, the optimal value of the load (R H ) is noted when it is equal in magnitude to the inductive resistance (ωL) of one of the counter-connected windings.

Таким образом можно сказать, что предлагаемая полезная модель несет практический смысл ее внедрения.Thus, we can say that the proposed utility model carries the practical meaning of its implementation.

Claims (1)

Трехобмоточный трансформатор, содержащий классический трансформатор, с одной первичной обмоткой и парным числом вторичных обмоток соответствует числу резистивных нагрузок, отличающийся тем, что каждая пара обмоток, имеющие одинаковые технические характеристики, соединяются встречно и резистивная(ые) нагрузка(и) своими выводами электрически связываются с одноименными зажимами парных обмоток.
Figure 00000001
A three-winding transformer containing a classic transformer, with one primary winding and a pair of secondary windings, corresponds to the number of resistive loads, characterized in that each pair of windings having the same technical characteristics are connected in the opposite direction and the resistive load (s) are electrically connected with their terminals to with the same clamps of paired windings.
Figure 00000001
RU2008113828/22U 2008-04-08 2008-04-08 TRANSFORMER WITH PAIR OUTPUT WINDING RU76159U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008113828/22U RU76159U1 (en) 2008-04-08 2008-04-08 TRANSFORMER WITH PAIR OUTPUT WINDING

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008113828/22U RU76159U1 (en) 2008-04-08 2008-04-08 TRANSFORMER WITH PAIR OUTPUT WINDING

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU76159U1 true RU76159U1 (en) 2008-09-10

Family

ID=39867353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008113828/22U RU76159U1 (en) 2008-04-08 2008-04-08 TRANSFORMER WITH PAIR OUTPUT WINDING

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU76159U1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2443571C1 (en) * 2011-02-28 2012-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "ИнтерФлейм" Facing panel for electric fire portal and method of its production
RU2496172C2 (en) * 2011-04-26 2013-10-20 Иван Иванович Ермаков Single-phase transformer
RU2528137C2 (en) * 2012-08-17 2014-09-10 Общество с ограниченной отетственностью "ЭКОЛАЙТ" Method for automated warning of fire caused by arcing in power grids or electrical installations and apparatus therefor
RU2641292C2 (en) * 2016-09-19 2018-01-17 Геннадий Леонидович Багич Method for improving efficiency of transformer operation

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2443571C1 (en) * 2011-02-28 2012-02-27 Общество с ограниченной ответственностью "ИнтерФлейм" Facing panel for electric fire portal and method of its production
RU2496172C2 (en) * 2011-04-26 2013-10-20 Иван Иванович Ермаков Single-phase transformer
RU2528137C2 (en) * 2012-08-17 2014-09-10 Общество с ограниченной отетственностью "ЭКОЛАЙТ" Method for automated warning of fire caused by arcing in power grids or electrical installations and apparatus therefor
RU2641292C2 (en) * 2016-09-19 2018-01-17 Геннадий Леонидович Багич Method for improving efficiency of transformer operation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7697306B2 (en) DC/DC converter
Gohil et al. An integrated inductor for parallel interleaved VSCs and PWM schemes for flux minimization
JP6636179B2 (en) Power converter
EP2320550A1 (en) Power transformer and power converter incorporating same
EP2320551B1 (en) Thirty-six pulse power transformer and power converter incorporating same
US10224819B2 (en) Ripple canceling in power conversions circuits
RU76159U1 (en) TRANSFORMER WITH PAIR OUTPUT WINDING
CN114496531B (en) Integrated inductor and power module
Gohil et al. Integrated inductor for interleaved operation of two parallel three-phase voltage source converters
JP2012231585A (en) Power inverter circuit
JPWO2018116438A1 (en) Power converter
US8199542B2 (en) Method and device for creating a direct voltage or a direct current
CN109155597B (en) AC power supply device
Norkhadzhayevich et al. Operating mode of the stabilizer of current on active and inductive loading
JPWO2016103819A1 (en) Power converter
US8395469B2 (en) Multi-phase transformer
RU2353040C1 (en) Network protection from third harmonics current effects
RU2324992C1 (en) Transformer
RU99667U1 (en) AC VOLTAGE CONVERTER TO DC
JP2014216522A (en) Transformer and power converter using the same
RU2343581C1 (en) Controlled transformer
RU2313818C1 (en) Device for stabilization and balancing of three-phased voltage
JP5308341B2 (en) Method for supplying power to a magnetic coupler and apparatus for supplying power to an electric dipole
Borage et al. Analysis and design of a higher-order T-type resonant convertor as a constant-current power supply
Mondal et al. On Optimal Construction of Interleaved Converter for minimum Circulating Current

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20090409