SU1125665A1

SU1125665A1 - Polyphase transformer

Info

Publication number: SU1125665A1
Application number: SU823522738A
Authority: SU
Inventors: Николай Николаевич Левин; Николай Алексеевич Сингаевский; Сергей Анатольевич Янюк
Original assignee: Рижское Высшее Военно-Политическое Краснознаменное Училище Им.Маршала Советского Союза Бирюзова С.С.
Priority date: 1982-12-16
Filing date: 1982-12-16
Publication date: 1984-11-23

Abstract

МНОГОФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР полупроводникового преобразовател содержащий внутренний с пр моугольными пазами и наружный шихтованные магнитопроводы, трехфазную и многофазную обмотки, выполненные из катушек , уложенных одной стороной в пазы внутреннего магнитопровода и охватывающих пакеты наружного магнитопровода , отличающийс тем, что, с целью улучшени качества напр жени путем обеспечени синусоидаль.ности и симметрии многофазных выходных ЭДС, он снабжен немагнитными прокладками, причем внутренний магнитопровод выполнен пр моугольным, наружный магнитопровод - из состыкованных внахлестку пакетов, охватывающих внутренний магнитопровод, а немагнитные прокладки расположены между внутренним и наружным магнитопроводами.A MULTI-PHASE TRANSFORMER of a semiconductor converter containing an inner with rectangular grooves and an outer laminated magnetic cores, three-phase and multi-phase windings made of coils laid with one side into the slots of the internal magnetic circuit and covering the packages of the external magnetic circuit, characterized by the fact that sinusoidal and symmetry of multi-phase output EMF, it is equipped with non-magnetic gaskets, and the internal magnetic circuit is made p-angled outer magnetic core - of stacked lap packages covering the inner yoke and nonmagnetic spacers arranged between the inner and outer magnetic cores.

Description

Изобретение относитс к электро технике, а именно к многофазным полупроводниковым преобразовател м Известны многофазные полупровод никовые преобразователи переменног тока в посто нный, содержащие несколько трехфазных трансформаторов и вентильных cxeMtlD. Недостатком таких преобразовате лей вл етс выполнение трансформаторного устройства в виде несколь ких трансформаторов (дробление трансформаторного узла), что ухудшает его массогабаритные показател Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому результату вл етс многофазны трансформатор, содержащий шихтова ный внутренний магнитопровод с пр моугольными пазами и уложенными в них одной стороной катушками трехфазной и многофазной обмоток и пршлыкаквдие к нему проход щие внутр катушек пакеты внешнего магнитопроводаС21 . Известна конструкци обладает лучшими массогабаритными характеристиками , когда она примен етс в инверторах напр жени . Однако при использовании ее в преобразовател х переменного тока в посто нный, когда выпр митель включен на зажимы многофазной выходной обмотки, имеет есто искажение формы кривой и симметрии выходных ЭДС и, как следстви ухудшение качества выпр мленного напр жени . Цель изобретени - улучшение качества выпр мленного напр жени путем обеспечени синусоидальности и симметрии многофазных выходных ЭДС. С этой целью многофазный трансФорматор полупроводникового преобразовател , содержащий внутренний с пр моугольными пазами и наружный шихтованные магнитопроводы, трехфазную и многофазную обмотки, выполненные из катушек, уложенных одной стороной в пазы внутреннего магнитопровода и охватывающих пакеты наружного магнитопровода, снаб жен немагнитными прокладками, причем внутренний магнитопровод выполнен пр моугольным, наружный магнито провод - из состыкованных внахлест пакетов, охватывающих внутренний магнитопровод, а немагнитные прокла ки расположены между,внутренним и наружным магнитопроводами. На фиг.1 показаны магнитопроводы трансформатора, расположение на них катушек обмоток и особенность стыковки пакетов внешнего магнитопровода; на фиг.2 - соединени катушек одной фазы первичной и одной фазы вторичной обмоток, а также форма листов стали внутреннего и внешнего магнитопроводов. Активна часть многофазного трансформатора ( фиг.1) содержит шихтованные листами электротехнической стали внешний 1 и внутренний 2 магнитопроводы . Листы стали внутреннего магниг: топровода выполнены пр моугольными с пр моугольными пазами 3 по периферии. В пазы внутреннего магнитопровода одной стороной уложены катушки 4 трехфазной первичной 5 и многофазной вторичной б обмоток с охватом проход щих внутри катушек пакетов внешнего магнитопровода 1. На фиг.2 в качестве примера показаны схемы соединени катушек, но лишь дл одной фазы первичной обмотки 5, занимающей одну треть всех пазов, и одной фазы вторичной обмотки 6, например, дев тифазной, занимающей одну дев тую часть всех пазов, Активные стороны катушек первичной и вторичной оботок (фиг.2) располагаютс в одних и тех же пазах с соблюдением известных дл индукционных машин правил. Плоска внутренн поверхность каждого пакета внешнего магнитопровода 1 отделена от поверхности зуб- . цов 7 внутреннего магнитопровода 2 немагнитной прокладкой 8, изготовленной , например, из фторопласта-42 и имеющей толщину 1,0-О, 5 мм. Внешний магнитопровод 1 состоит из четырех шихтованных и состыкованных внахлестку пакетов 9-12, при этом внешние углы пакетов магнитопровода могут быть выполнены закругленными . Многофазный трансформатор работа ет следующим образом. При подключении трехфазной пер-- вичной обмотки 5 к питающей сети во внешнем магнитопроводе трансформатора создаетс бегущее магнитное поле, которое, взаимодейству с многофазной вторичной, например , дев тифазной обмоткой 6, наводит в ней ЭДС, сдвинутые одна относительно другой на угол 2IF/9, т.е. происходит преобразование трехфазной системы напр жений в дев тифазную. Важную роль в процессе такого преобразовани играет наличие тонкой и посто нной по толщине немагнитной прокладки 8, отдел ющей плоскуювнутреннюю поверхность внешнего магнитопровода 1 от зубцов 7 внутреннего магнитопровода 2, В случае отсутстви немагнитной прокладки или при непосто нной ее толщине имеет место насыщение зуб- ; цов 7 внутреннего магнитопровода 2, так как магнитный поток стремитс замкнутьс по кратчайшему пути. В результате этого происходит измеThe invention relates to electrical engineering, namely to multiphase semiconductor converters. Multiphase semiconductor converters of alternating current into constant current are known, containing several three-phase transformers and valve cxeMtlD. The disadvantage of such converters is the implementation of a transformer device in the form of several transformers (crushing a transformer node), which impairs its weight and dimensions. The closest to the invention in its technical essence and the result is a multiphase transformer containing a charge internal magnetic core with grooves and the coils of the three-phase and multi-phase windings laid in them with one side and the plugs of the packets of the external mag passing through the coils to it itoprovodaS21. The known structure has better weight and size characteristics when used in voltage inverters. However, when used in AC to DC converters, when the rectifier is connected to the terminals of the multi-phase output winding, it has a distortion of the shape of the curve and the symmetry of the output EMF and, as a result, the quality of the rectified voltage deteriorates. The purpose of the invention is to improve the quality of the rectified voltage by providing sinusoidality and symmetry of the multi-phase output voltage. For this purpose, a multiphase transformator of a semiconductor converter, containing an internal with rectangular grooves and an outer laminated magnetic circuit, a three-phase and multiphase winding, made of coils laid with one side into the slots of the internal magnetic circuit and enclosing the packages of the external magnetic circuit, provided with non-magnetic spacers, and the internal magnetic circuit is made rectangular, outer magnetic wire - from overlapped docked packages covering the internal magnetic core, and non-magnetic Rokla ki are located between the inner and outer magnetic circuits. Figure 1 shows the magnetic cores of the transformer, the location on them of the coils of the windings and the peculiarity of the docking packages of the external magnetic circuit; 2 shows the connections of coils of one phase of the primary and one phase of the secondary windings, as well as the shape of the steel sheets of the inner and outer magnetic cores. The active part of the multi-phase transformer (Fig. 1) contains external 1 and internal 2 magnetic circuits laminated with electrical steel sheets. The internal steel sheets are magnes: the ground wires are made rectangular with rectangular slots 3 along the periphery. The grooves of the internal magnetic circuit with one side contain coils 4 of a three-phase primary 5 and multiphase secondary b windings with a coverage of the packages of the external magnetic conductor 1 passing inside the coils. Figure 2 shows the connection diagrams of the coils as an example, but only for one phase of the primary winding 5 occupying one third of all the slots, and one phase of the secondary winding 6, for example, nine-phase, occupying one-ninth of all the slots, the active sides of the primary and secondary windings (Fig. 2) are located in the same slots with known rules for induction machines. The flat inner surface of each packet of the external magnetic circuit 1 is separated from the tooth-to surface. 7 internal magnetic core 2 non-magnetic gasket 8, made, for example, of fluoroplastic-42 and having a thickness of 1.0-O, 5 mm. External magnetic circuit 1 consists of four laminated and docked lap packages 9-12, while the external corners of the magnetic core packages can be made rounded. Multiphase transformer operation em as follows. When a three-phase primary winding 5 is connected to the supply mains, a traveling magnetic field is created in the external magnetic circuit of the transformer, which, interacting with the multiphase secondary, for example, nine-phase winding 6, induces in it EMF shifted relative to each other by an angle of 2IF / 9, those. a three-phase voltage system is transformed into a ten-phase system. An important role in the process of such a transformation is played by the presence of a thin and constant in thickness non-magnetic strip 8, which separates the flat inner surface of the external magnetic circuit 1 from the teeth 7 of the internal magnetic circuit 2. In the absence of a non-magnetic strip or if its thickness is not constant, tooth-saturation takes place; 7 of the internal magnetic circuit 2, since the magnetic flux tends to close along the shortest path. As a result of this,

нение св зей между катушками, искажение формы кривой магнитного потока , сцепленного с каждой катушкой и обмоткой. В спектре вторичной ЭДС по вл ютс большие по величине высшие гармоники, измен ютс фазовые сдвиги, возрастают потери в магнитопроводе, падает КПД, увеличиваютс пульсации выпр мленного напр жени . Введение небольшого и посто нного по величине немагнитного промежутка между зубцами и внешним магнитопроводом исключает местные насыщени стали, обес.печивает более равномерное распределение магнитной индукции.connections between the coils, distorting the shape of the magnetic flux curve coupled to each coil and winding. In the spectrum of the secondary EMF, higher harmonics appear in magnitude, the phase shifts change, the losses in the magnetic circuit increase, the efficiency drops, and the voltage of the rectified voltage increases. The introduction of a small and constant in size non-magnetic gap between the teeth and the external magnetic core eliminates local saturation of the steel, ensuring a more uniform distribution of magnetic induction.

. При этом преобразование трехфазной системы напр жений в многофазную , например дев тифазную, осуществл етс с высоким качеством. Многофазна система получаетс симметричной , форма кривых фазных ЭДС приближаетс к синусоидальной.. In this case, the conversion of the three-phase voltage system into a multi-phase, for example, nine-phase, is carried out with high quality. The multiphase system is symmetrical, the shape of the phase emf curves approaching sinusoidal.

Обеспечить посто нство толщины немагнитного промежутка между внешним магнитопроводом 1 и зубцами 7 внутреннего магнитопровода 2 в конструкции с пр моугольными.внутренним магнитопроводом и состыко .ванными внахлестку пакетами внешнего магнитопровода проще, так как примыкающие поверхности плоские, одна из. них может шлифоватьс , а втора (со стороны пакетов внешнего магнитопровода) формироватьс и выравниватьс в процессе шихтовки и стыковки.Ensure the constancy of the thickness of the nonmagnetic gap between the external magnetic core 1 and the teeth 7 of the internal magnetic core 2 in a design with a rectangular internal magnetic core and matched packets of the external magnetic core with overlapping, since the adjacent surfaces are flat, one of them. they can be polished, and the second (from the side of the packages of the external magnetic circuit) be formed and aligned in the process of blending and docking.

При этом немагнитные прокладки, например, из фторопласта-42 дл упрощени сборки заранее заготавливаютс и наклеив.аютс на внешнюю поверхность зубцов внутреннего маг итопровода после укладки катушек.In this case, non-magnetic gaskets, for example, from fluoroplastic-42, to simplify the assembly, are pre-prepared and pasted on the external surface of the teeth of the inner tube after the installation of the coils.

Фторопласт-42 нар ду с хорошими диэлектрическими свойствами не склонен к ползучести, вл етс химостойким хорошо поддаетс прессованию , литью и наклеиванию на..к металл.Fluoroplastic 42, along with good dielectric properties, is not prone to creep; it is chemical resistant and lends itself well to pressing, casting and gluing to metal.

Таким образом, предлагаемый многофазный трансформатор обеспечиваетсинусоидальную форму кривой и симметрию мног офазных вторичных ЭДС и, следовательно, высокое качество выпр мленного напр жени , в преобразователе переменного тока в посто нный . ,Thus, the proposed multiphase transformer provides a sinusoidal curve shape and symmetry of many of the phase secondary EMFs and, therefore, high quality of the rectified voltage, in the AC-DC converter. ,

Claims

A MULTI-PHASE TRANSFORMER of a semiconductor converter comprising an internal with rectangular grooves and an external lined magnetic circuit, three-phase and multi-phase windings made of coils laid on one side in the grooves of the internal magnetic circuit and enclosing the packages of the external magnet. Nitrogen core, characterized in that, in order to improve the quality of the voltage by ensuring sinusoidality and symmetry of the multiphase output EMF, it is equipped with non-magnetic spacers, the internal magnetic core being rectangular, the external magnetic core made of overlapped packages covering the internal magnetic drive, and non-magnetic gaskets located between internal and external magnetic circuits.