RU88203U1

RU88203U1 - THREE PHASE TRANSFORMER

Info

Publication number: RU88203U1
Application number: RU2009113155/22U
Authority: RU
Inventors: Иван Иванович Ермаков; Андрей Михайлович Дюрягин; Константин Николаевич Мулюкин; Юрий Иванович Попов
Original assignee: Иван Иванович Ермаков; Андрей Михайлович Дюрягин; Константин Николаевич Мулюкин; Юрий Иванович Попов
Priority date: 2009-04-08
Filing date: 2009-04-08
Publication date: 2009-10-27

Abstract

Трехфазный трансформатор с отрицательной обратной связью, повышающей его коэффициент полезного действия, содержащий трехфазный трансформатор, каждая из его фаз содержит диодную ветвь, в которую последовательно и согласовано включено два диода, емкостную ветвь, состоящую из двух последовательно соединенных полярных одинаковых конденсаторов, и балластного сопротивления, отличающийся тем, что диодные, емкостные ветви и балластное сопротивление в каждой фазе электрически параллельно связываются между собой, средние точки диодных ветвей (точка между диодами) электрически связываются с одним из выводов резистивных нагрузок, вторые выводы нагрузок соединяются с началом вторичных обмоток, общая точка вторичных обмоток электрически связывается со средними точками емкостных ветвей (точка между встречно включенными конденсаторами). A three-phase transformer with negative feedback, increasing its efficiency, containing a three-phase transformer, each of its phases contains a diode branch, in which two diodes are connected in series and matched, a capacitive branch consisting of two polar identical capacitors connected in series, and ballast resistance, characterized in that the diode, capacitive branches and ballast in each phase are electrically connected in parallel in parallel, the midpoints of the diode branches (The point between the diodes) is electrically associated with one of the terminals of resistive loads, the second terminals of loads connected to the beginning of the secondary windings, the common point of the secondary windings are electrically communicates with the midpoints of the branches of the capacitive (point between oppositely-connected capacitors).

Description

Изобретение относится к области трансформаторостроения и может быть использовано в различных электротехнических системах, в основе которых в качестве преобразователей переменного тока (напряжения) применяются трехфазные трансформаторы (Тр).The invention relates to the field of transformer construction and can be used in various electrical systems, based on which three-phase transformers (Tr) are used as AC (voltage) converters.

Целью предлагаемой полезной модели является - улучшение технических характеристик трехфазного трансформатора при максимально упрощенных его электрических связях во вторичной обмотке.The purpose of the proposed utility model is to improve the technical characteristics of a three-phase transformer with the most simplified electrical connections in the secondary winding.

Известно, что главный недостаток существующих трансформаторов состоит в том, что токи в первичной и во вторичных обмотках не находятся в противофазе, ибо ток во вторичной обмотке зависит как от величины, так и от характера нагрузки. Вследствие чего перенос энергии из первичной обмотки во вторичную связан с большими потерями в стали магнитопровода Тр. Для устранения этого недостатка предложено несколько схем, на которые получены патенты №№56064,2324992,76159.It is known that the main drawback of existing transformers is that the currents in the primary and secondary windings are not in antiphase, because the current in the secondary winding depends on both the magnitude and the nature of the load. As a result, the transfer of energy from the primary to the secondary is associated with large losses in the steel of the magnetic circuit Tr. To eliminate this drawback, several schemes have been proposed, for which patents are obtained No. 56064,2324992,76159.

Ближайшими прототипами предлагаемой модели являются - Линейный трансформатор (Патент №56064), Трансформатор (Патент №2324992). Однако авторы считают, что указанную схему можно упростить, сохранив при этом все ее достоинства.The closest prototypes of the proposed model are - Linear transformer (Patent No. 56064), Transformer (Patent No. 224992). However, the authors believe that this scheme can be simplified, while retaining all its advantages.

На фиг.1 изображена схема трехфазного Тр с отрицательной обратной связью (ООС). В предлагаемой модели ООС реализуется во вторичной обмотке в каждой из фаз с помощью диодов VD1=VD2=VD, конденсаторов С₁=С₂=С и балластного сопротивления R_б.Figure 1 shows a diagram of a three-phase Tr with negative feedback (OOS). In the proposed model, the OOS is implemented in the secondary winding in each phase using diodes VD1 = VD2 = VD, capacitors C ₁ = C ₂ = C and ballast resistance R _b .

Нагрузкой Тр является активное сопротивление R_н.The load Tr is the resistance R _n .

Диоды в ветви электрически соединяются последовательно, образуя при этом среднюю точку, которая соединяется с одним из выводов нагрузки R_н, второй вывод нагрузки - электрически связывается со свободным выводом вторичной обмотки Тр.The diodes in the branch are electrically connected in series, forming a midpoint that connects to one of the terminals of the load R _n , the second terminal of the load is electrically connected to the free terminal of the secondary winding Tr.

Противоположные выводы диодов замыкаются двумя последовательно включенными конденсаторами (С₁ и С₂) и параллельно подключенным к обоим конденсаторам балластным сопротивлением R_б. Соединения конденсаторов между собой подключены к средней точке вторичной обмотки.The opposite terminals of the diodes are closed by two series-connected capacitors (C ₁ and C ₂ ) and ballast resistance R _b connected in parallel to both capacitors. The capacitor connections to each other are connected to the midpoint of the secondary winding.

Известно, что при активной нагрузке вторичной обмотки Тр ток во вторичной обмотке смещается от противофазности к току в первичной обмотке на угол меньший 180°, т.е. на угол 180° - φ, где Задачей ООС является - обеспечить задержку на φ°.It is known that with the active load of the secondary winding Tr, the current in the secondary winding shifts from antiphase to the current in the primary winding by an angle less than 180 °, i.e. at an angle of 180 ° - φ, where The task of the OOS is to provide a delay of φ °.

Принцип работы ООС состоит в следующем.The operating principle of the environmental protection system is as follows.

При указанной мгновенной полярности сигнала (фиг.1) во вторичной обмотке оба конденсатора будут заряжаться, но зарядка конденсатора С₂, из-за балластного сопротивления R_б, будет происходить с некоторой задержкой по времени по отношению к конденсатору С_1. Диод VD2 будет закрыт до тех пор, пока амплитуда напряжения во вторичной обмотке не станет меньше напряжения на конденсаторе С₂. Принимая во внимание, что напряжение на конденсаторе отстает от тока на радиан, то это означает, что при R_б=0, диоды обеспечивают задержку на величину а при R_б≠0 где φ₀ определяется значениями емкостей (С) и балластного сопротивления.With the indicated instantaneous polarity of the signal (Fig. 1) in the secondary winding, both capacitors will be charged, but the charging of the capacitor C ₂ , due to the ballast resistance R _b , will occur with some time delay with respect to the capacitor C _{1. The} diode VD2 will be closed until the amplitude of the voltage in the secondary winding becomes less than the voltage on the capacitor C ₂ . Whereas the voltage across the capacitor lags the current by radian, then this means that when R _b = 0, the diodes provide a delay of and for R _b ≠ 0 where φ _{0 is} determined by the values of capacitances (C) and ballast resistance.

Уравнения, описывающие процессы в предлагаемой схеме, в форме Фурье имеют видThe equations describing the processes in the proposed scheme in the Fourier form have the form

где - комплексы напряжений и токов;Where - voltage and current complexes;

М - коэффициент взаимной индукции.M is the coefficient of mutual induction.

Нетрудно показать, что, обеспечив значение вещественной части, стоящей в квадратных скобках последнего выражения, равной пулю, то таким образом можно достаточно просто достичь противофазности токов в первичной и во вторичной обмотках Тр. Например, при R_б=0 и соотношение между токами где N₁, N₂ - число витков в первичной и вторичной обмотках соответственно.It is easy to show that, having ensured the value of the material part, standing in square brackets of the last expression, equal to the bullet, in this way it is quite simple to achieve the antiphase currents in the primary and secondary windings Tr. For example, when R _b = 0 and ratio between currents where N ₁ , N ₂ - the number of turns in the primary and secondary windings, respectively.

Проведенные экспериментальные исследования на трехфазных Тр, используемых в бытовой и военной технике, полностью подтвердили справедливость результатов теоретических исследований.The conducted experimental studies on three-phase Tr, used in household and military equipment, fully confirmed the validity of the results of theoretical studies.

Claims

A three-phase transformer with negative feedback, increasing its efficiency, containing a three-phase transformer, each of its phases contains a diode branch, in which two diodes are connected in series and matched, a capacitive branch consisting of two polar identical capacitors connected in series, and ballast resistance, characterized in that the diode, capacitive branches and ballast in each phase are electrically electrically connected in parallel, the midpoints of the diode branches (The point between the diodes) is electrically associated with one of the terminals of resistive loads, the second terminals of loads connected to the beginning of the secondary windings, the common point of the secondary windings are electrically communicates with the midpoints of the branches of the capacitive (point between oppositely-connected capacitors).