SU792303A1 - Регулировочный трехфазный трансформатор с магнитной коммутацией - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнической промышленности, выпускающей регул торы и регул торы - стабилизаторы напр жени  и тока, и может быть использовано в различных област х техники, например, в химической, радиотехнической, металлургической промышленности, в исследовательских и испытательных лаборатори х , в сварочной технике и других област х народного хоз йства, где требуетс  плавное регулирование напр жени  и его стабилизации. Известен трехс зный симметричный регулируемый трансформатор, содержащий стержни, расположенные под углом 120 друг к другу, обмотки на каждом стержне управл емые  рма с обмотками подмаг-ничивани , выполненные в вице многоугольника , замыкающегос  вне стержней i Такой трансформатор обладает хорошими регулировочными возможност ми. Его конструкци  исключает }ieчетные i-apMo .НИКИ. Однако двойного намагничивани  управл емых  рм посто нным и переменным магнитными пол ми возникают четные гармоники. Поэтому така  конструкци  трансформатора с магнитной коммутацией витков имеет значительный коэффициент нелинейных искажений выходного напр жени  и потребл емого тока , превышающий допустимые 5% дл  регул торов - стабилизаторов напр жени  общетехнического назначени . Наиболее близким по технической сущности  вл етс  трех(| азный симметричный трансформатор, регулируемый магнитной коммутацией, исключающий четные гармоники. У такого трансформатора управл емые  рма, выполненные в виде замкнутого многоугольника, расщеплены , а на каждой рас .цепленной части расположены катушки обмоток подмагничивани , соединенные послецовательновстречно дл  посто нного магнитного пол , создаваемого этими катушками в расщепленных част х f2j.

Коэффициент нелинейных искажений такого трансформатора не превышает 2,5 - 3%,

Однако такой трансформатор имеет повышенный расход активных материалов обладает значительным индуктивным сопротивлением короткого замыкани , что в свою очередь уменьшает диапазон плавного регулировани  напр жени .

Целью изобретени   вл етс  уменьшение .расхода активных материалов, расширение диапазона плавного регулировани  напр жени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что  рма с обмотками управлени  выполнены БИТЫМИ, концентрично расположенными друг относительно друга и стыкованными со стержн ми, выполненными в виде шихтованной трехлучевой звезды, расположенной в одной плоскости, причем плоскость навивки  рм перпендикул рна шихтуемой стыковочной плоскости стержней.

С целью уменьшени  коэффициента нелинейных искажений вторичного напр жени  и потребл емого тока , управл емые  рма выполнены двухконтурными, каждый контур стыкован с взаимно противоположными плоскост ми стержней, причем катушки обмоток подмагничива- ки , расположенные на двух контурах управл емого  рма, соединены последовательно-встречно .

На фиг. 1 приведена конструктивна  схема трехфазного симметричного регулировочного трансформатора с магнитной коммутацией, разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - принципиальна  электрическа  схема регулируемого трехфазного трансформатора, выполненного по автотрансформаторной схеме.

Магнитопровод трансформатора, регулируемого магнитной коммутацией, содержит выполненные в виде трехлучевой звезды три стержн  1, расположенные в одной плоскости под углом относительно друг друга.

На каждом стержне расположены первична  обмотка 2, нерегулируема  часть витков 3 и регулировочна  часть витков 4 вторичной обмотки, два управл емых  рма 5 и 6, выполненные в виде витого многоугольника или круга. Наиболее приемлемо дл  описываемой конструкции трасформатора управл емые  рма выполн ть в виде витого шестиугольника (фиг, 2). Каждое управл емое  рмо состоит из двух контуров 7 и 8, 9 и 10. На контурах 7 и 8 управл емого  рма 5 расположено по три с одинаковым количеством витков катушек 11 обмотки подмагничивани , а на контурах 9 и Ю управл емого  рма 6 расположено по три катушки 12 обмотки подмагничивани . Каждый контур управл емого  рма стыкован с взаимно противоположными плоскост ми стержней.

Плоскость навивки  рм перпендикул р-

на шихтуемой стыкованной плоскости

стержней. Во избежание перекрыти  пластин  рм и стержней в местах стыковки закладываютс  тонкие изол ционные прокладки . С целью уменьшени  тока и потерь

холостого хода в местах стыковки стержней и  рм целесообразно примен ть прокладки из магнитодиэлектрика (на чертеже прокладки не обозначены).

В катушках обмоток подмагничивани ,

расположенных на  рмах, выполненных в виде многоугольника или круга и стыкованных с симметрично расположенными стержн ми, выполненными в виде трехлучевой звезды, результируюша  ЭДС основ-

ной гармоники от переменного магнитного потока равна нулю. В трансформаторе с симметричной магнитной системой компенсируютс  нечетные гармонические составл ющие . Однако при подмагничивании

посто нным током одного из  рм, выполненного в виде замкнутого многоугольника или круга, на выходе трансформатора по вл ютс  четные гармонические составл ющие , что увеличивает коэффициент нели-

нёйных искажений. С целью подавлени  четных гармоник каждое управл емое  рмо выполнено двухконтурным, причем последовательно-согласно соединенные катушки обмотки подмагничивани  двух контуров

управл емого  рма включены между собой последовательно-встречно (фиг. 3).

Регулировочна  часть витков 4 вторичной обмотки расположена между управл емыми  рмами 5, 6 и включена последова-

тельно с нерегулируемой частью витков 3 вторичной обмотки.

При такой конструкции трансформатора сечение управл емых  рм 5 и 6 равно половине сечени  стержн , а сечение каждого контура 7, 8, 9 и 10 равно четверти сечени  стержн .

Claims (2)

1. Очевидно, что рассто ние между первичной .обмоткой 2 и регулировочной частью витков 4 вторичной обмотки незначительное , так как определ етс  шириной навитой части контура  рма 5. Следовательно , индуктивное сопротивление короткого замыкани  предлагаемого трансформатора , которое, как известно, пр мо проаорционально рассто нию между первичной и регулировочной частью витков вторичной обмотки, небольшое. Поэтому внешние характеристики трансформатора, регулируемо го магнитной коммутацией, относительно жесткие. Первична  и вторична  обмотки предлагаемого трансформатора могут соедин тьс  как в звезду, так и в треугольник. Пре имущественное соединение в звезду. Описываемый трансформатор с магнитной коммутацией может быть выполнен по автотрансформаторной схеме (фиг. 3). , При подключении первичной обмотки 2 к напр жению сети в магнитопроводе трансформатора создаетс  переменный магнитный поток холостого хода, который практически равномерно распредел етс  по неподмагниченным управл емым  рмам 5 и 6. Когда  рма 5 и 6 не подмагничены , по каждому из них проходит магнитный поток, который равен половине потока в стержн х 1. В регулировочной части витков 4 вторичной обмотки наводитс  ЭДС, пропорциональна  половине магнитного йотока в стержне X. Эта ЭДС складываетс  с ЭДС, наводимой в нерегулируемой части витков 3 вторимной обмотки. На выходе трансформатора будет заданное среднее значение напр жени . При насыщенном состо нии  рма 5 переменный магнитный поток из него вытесн етс  в  рмо 6. Потокосцепление регулировочной части витков 4 вторичной обмотки максимально. Наибольшее аиаче«ние ЭДС, наводимой в этой обмотке, скла дываетс  с ЭДС нерегулируемой части витков 3, при этом напр жение на выходе трансформатора будет максимальное. При насыщенном состо нии управл в- мого  рма 6, переменный магнитный поток вытесн етс  в  рмо 5. Потокосцепление витков 4 вторичной обмотки отсутствует . На выходе трансформатора напр жение будет минимальным и соответствует ЭДС, наводимой в нерегулируемой час ти витков 3 вторичной обмотки. Дифференциальным или раздельным нодмагничиванием  рм 5 и 6 обеспечиваетс  плавное амплитудное регулировани напр жени на выходе трансформатора путем магнитной коммутации витков. Услови  намагничивани  двух контуров управл емого  рма отличаютс  только пол рностью посто нной составл ющей магнитного пол , при этом измен етс  фаза четных гармоник на ISO. Оба контура управл емого  рма обтекаютс  переменным и встречно направленными посто нными потоками, а сумма мгновенных значений индукций не содержит четных гармонических составл ющих. Поэтому ЭДС, наводима  в витках 4 вторичной обмотки, не содержит четных гармоник. Форма кривой напр жени  такого трансформатора при амплитудном регулировании синусоидальна. Коэффициент нелиней-ных искажений незначительный и практически равен коэффициенту нелинейных искажений сети. Диапазон регулировани  напр жени  пропорционален количеству витков 4 вторичной обмотки. Чем больше витков 4 регулировочной части вторичной обмотки, тем шире диапазон плавного регулировани . Предлагаема  конструкци  трансформатора позвол ет значительно расширить диапазон регулировани  напр жени , поскольку индуктивное сопротивление короткого замыкани  такого трансформатора незначительное . Така  конструкци  трансформатора с магнитной коммутацией позвол ет при повышенном напр жении витка исключить нерегулируемую часть витков вторичной обмотки, а всю обмотку расположить между управл емыми  рмами и получить плавное глубокое регулирование от нул  до максимальной величины напр жени . В данной конструкции трансформатора объем стали среднего управл емого  рма 5 значительно меньше объема стали управл емого  рма 6, так как средн   длина  рма 5 меньше. Поэтому требуетс  меньше ампервитков дл  насыщени   рма по сравнению с прототипом, следовательно , уменьшаетс  расход обмоточного провода . Компактность трансформатора позвол ет значительно сократить расход материалов . Значительное расширение диапазона плавного регулировани  напр жени  и уменьшение индуктивного сопротивлени  короткого ;3амыкани  трансформатора с магнитной коммутацией, снижение расхода активных материалов, а также более высокие энергетические показатели в совокупности дают весомый экономический эффект от изготовлени  и применени  предложенного трансформатора с магнитной коммутацией в народном коз йство. 7 Формула изобретени  1. Регулировочный трехфазный трансформатор с магнитной коммутацией, со- держащий стержни, расположенные в про странсгве под углом 120 друг к другу силовые обмотки на каждом стержне и управл емые  рма, выполненные в виде замкнутого многоугольника, на которых расположены обмотки подмагничивани , Соединенные Последовательно-встречно, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  расхода активных материалов , расширени  диапазона плавного регулировани  напр жени ,  рма выполканы витыми, концентрично располож;енными: друг относительно друга, cтepж ни выполнены в виде шихтованной трехлучевой звезды, расположенной в одной плоскости, причем плоскость навивки  рм 3перпендикул рна шихтуемой стыковочной плоскости стержней. 2. Трансформатор по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  коэффициента нелинейных искажений вторичного напр жени , управл емые  рма выполнены двухконтурными, каждый контур которых стыкован с взаимно противоположными плоскост ми стержней , причем катушки обмоток подмагничивани  расположены на двух контурах управл емого  рма. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторекое свидетельство СССР № 21470О, кл. В 23 С 9/ОО.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 597013, кл. Н 01 F 29/14, ОЗЮ7.72.

   5

   Ф 141.1

   000

   iФиг.З