UA79028C2

UA79028C2 - Transformer-tranduser having tranverse magnetic bias with alternating current

Info

Publication number: UA79028C2
Application number: UAA200505669A
Authority: UA
Inventors: Oleh Yuriovych Kimstach
Original assignee: Admiral Makarov Shipbuilding N
Priority date: 2005-06-13
Filing date: 2005-06-13
Publication date: 2007-05-10

Abstract

The transformer-transducer having transverse magnetic bias with alternating current consists of a primary winding and a multiphase secondary winding. The primary winding embraces adjacent trapezoidal elements of magnetic conductor. Multiphase secondary winding is located on outer base of trapezoidal elements of magnetic conductor. The transformer has a six-phase drive winding and a magnetic conductor. The six-phase drive winding is located orthogonal to main flow on outer surface of trapezoidal elements of magnetic conductor. The magnetic conductor is made without butt clearance on the path of the main flow.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до галузей електромашинобудування, електрозварювального обладнання та 2 електроенергетики і може бути використаний при виробництві керованих трансформаторів для зварювальних апаратів, для трансформаторних підстанцій і для багатофазних електроприводів з підвищеними надійністю й технічними показниками, зі зниженою вартістю.The invention relates to the fields of electrical engineering, electrical welding equipment and 2 electrical engineering and can be used in the production of controlled transformers for welding machines, for transformer substations and for multi-phase electric drives with increased reliability and technical indicators, with reduced cost.

Традиційними засобами забезпечення м'якості зовнішньої характеристики трансформаторів для струмового навантаження є використання трансформаторів з нормальним розсіюванням з окремою реактивною обмоткою, 70 трансформаторів з підвищеним магнітним розсіюванням та трансформаторів з підмагнічуванням постійним струмом (Патон Б.Е. Технология злектрической сварки металлов и сплавов плавлением. - М.: Машиностроение, 1974, - 768с.. Досягнення вимог зварювання у таких апаратах отримано за рахунок використання досить громіздкого дроселю, скрізь котрий протікає струм зварювання, що призводить до виникнення додаткових електричних та магнітних втрат, а використання підмагнічування постійним струмом призводить до 72 перекручування магнітного поля трансформатора, виникненню, як наслідок, додаткових магнітних втрат та появі вищих гармонік у напрузі мережі. Тому трансформатори традиційних конструкцій, які містять магнітопроводи складної конструкції зі значною кількістю повітряних стиків на шляху замикання основного магнітного потоку та первинну та вторинну обмотки однакової кількості фаз, відрізняються погіршеними масогабаритними й енергетичними характеристиками.Traditional means of ensuring the softness of the external characteristics of transformers for current load are the use of transformers with normal dissipation with a separate reactive winding, 70 transformers with increased magnetic dissipation and transformers with direct current biasing (Paton B.E. Technology of electric welding of metals and melting metals. - M.: Mashinostroenie, 1974, - 768 p.. Achieving the welding requirements in such devices is obtained due to the use of a rather bulky choke, everywhere the welding current flows, which leads to the occurrence of additional electrical and magnetic losses, and the use of direct current magnetization leads to 72 twisting magnetic field of the transformer, resulting in the occurrence of additional magnetic losses and the appearance of higher harmonics in the network voltage. Therefore, transformers of traditional designs, which contain magnetic conductors of a complex design with a significant number of air joints on the circuit path of the main magnetic flux and the primary and secondary windings of the same number of phases, differ in degraded mass-dimensional and energy characteristics.

Відомо про конструкцію електромагнітної системи з поперечним підмагнічуванням постійним струмомIt is known about the design of an electromagnetic system with transverse direct current magnetization

Деклараційний патент Мо70866 А. Україна, МКВ НОТЕ29/14), яку прийнято за прототип. Ця електромагнітна система з регулюванням підмагнічуванням містить, як мінімум, одну силову обмотку і одну обмотку підмагнічування та магнітопровід, що складається, як мінімум, з двох стрижнів з центральними отворами для встановлення обмотки підмагнічування, а також ярем з розділеними проміжками ділянками. Стрижні виконані з с гранованою формою зовнішнього контуру і суміщені по площині однієї з граней. Обмотка підмагнічування Ге) охоплює ділянки стрижнів з поверхнями, що суміщені за площинами граней, а у проміжках між ділянками ярем встановлені додаткові феромагнітні осердя.Declaration patent Mo70866 A. Ukraine, MKV NOTE29/14), which is accepted as a prototype. This magnetizing controlled electromagnetic system includes at least one power winding and one magnetizing winding and a magnet wire consisting of at least two rods with central holes for mounting the magnetizing winding and a gap with spaced sections. The rods are made with a faceted shape of the outer contour and are aligned along the plane of one of the faces. The magnetization winding Ge) covers areas of rods with surfaces aligned along the planes of the faces, and additional ferromagnetic cores are installed in the gaps between areas of gaps.

В основу винаходу покладено задачу удосконалення конструкції трансформатора-перетворювача з поперечним підмагнічуванням, у котрого сукупність нових конструктивних ознак дозволяє отримати підвищення со надійності і технічного рівня, зниження вартості керованого трансформатора-перетворювача. сThe basis of the invention is the task of improving the design of the transformer-converter with transverse magnetization, in which a set of new design features allows for an increase in reliability and technical level, and a reduction in the cost of the controlled transformer-converter. with

Поставлена задача вирішується тим, що у трансформаторі-перетворювачі з поперечним підмагнічуванням змінним струмом, що містить трансформатор з первинною обмоткою, яка охоплює сусідні трапецієподібні о елементи основного магнітопроводу, та багатофазною вторинною обмоткою, що розташована на зовнішній Фу основі трапецієподібного елементу магнітопроводу, за допомогою використання шести елементногоThe problem is solved by the fact that in the transformer-converter with transverse magnetization by an alternating current, which contains a transformer with a primary winding that covers the adjacent trapezoidal elements of the main magnetic line, and a multiphase secondary winding located on the external Fu base of the trapezoidal element of the magnetic line, by using six elementary

Зо магнітопроводу трансформатора отримано перетворення кількості фаз при використанні зосереджених обмоток. -The transformation of the number of phases when using concentrated windings is obtained from the transformer's magnetic circuit. -

Додаткова обмотка керування розташована на зовнішній поверхні трапецієподібного магнітопроводу. Обмотка управління являє собою симетричну шестифазну обмотку. Вона через тиристори (або інший прилад регулювання) підключена до мережі вторинної обмотки. Магнітне поле обмотки керування замикається через « ярма шестигранної форми, розташовані по внутрішньому периметру магнітопроводу. Таке конструктивне та З 70 схематичне рішення дозволяє отримати вторинну багатофазну систему напруг, для випрямлення котрої потрібні с напівпровідники меншого токового навантаження, які коштують набагато дешевше. Застосування обмоткиAn additional control winding is located on the outer surface of the trapezoidal magnetic core. The control winding is a symmetrical six-phase winding. It is connected to the network of the secondary winding through thyristors (or another control device). The magnetic field of the control winding is closed through "hexagonal yokes located along the inner perimeter of the magnetic circuit. Such a constructive and Z 70 schematic solution allows obtaining a secondary multiphase voltage system, for the rectification of which semiconductors with a lower current load are needed, which cost much less. Application of winding

Із» керування зі змінним струмом на відміну від застосування підмагнічування постійним струмом не викликає зростання магнітних втрат, перерозподілу щільності силових ліній основного магнітного полю та перекосу напруг. Більш того, використовуються лише два типа елементів, що утворюють магнітопровід трансформатора-перетворювача, і обидва виготовляються витими, що являється найдешевшою та це. безвідходною технологією. (Те) Сутність винаходу пояснюється рисунком. На рис. зображено загальний вид керованого змінним струмом трансформатора-перетворювача з підмагнічуванням змінним струмом. о Зазначений трансформатор складається з основного шестиелементного магнітопроводу 1 та двох ярем 2 у ка 20 вигляді шестигранника. Бокові ребра сусідніх трапецієподібних елемента основного магнітопроводу охоплює первинна обмотка З, а на зовнішній основі елементу магнітопроводу знаходиться вторинна обмотка 4. со Шестифазна обмотка керування 5 розташована на зовнішній поверхні трапецієподібних елементів основного магнітопровода, таким чином, що кожна фаза цієї обмотки охоплює окремі елементи, тобто обмотка виконана зосередженою. 29 Працює трансформатор-перетворювач з поперечним підмагнічуванням змінним струмом так: при підключенніTherefore, alternating current control, in contrast to the use of direct current magnetization, does not cause an increase in magnetic losses, a redistribution of the density of the lines of force of the main magnetic field, and a distortion of voltages. Moreover, only two types of elements are used that make up the magnet wire of the transformer-converter, and both are made twisted, which is the cheapest and that. waste-free technology. (Te) The essence of the invention is explained by the figure. In fig. shows a general view of an AC-controlled transformer-converter with AC magnetization. o This transformer consists of a main six-element magnetic circuit 1 and two holes 2 in the form of a hexagon. The side edges of the neighboring trapezoidal elements of the main magnetic conductor are covered by the primary winding C, and on the outer base of the magnetic conductor element there is a secondary winding 4. The six-phase control winding 5 is located on the outer surface of the trapezoidal elements of the main magnetic conductor, so that each phase of this winding covers separate elements, i.e. the winding is concentrated. 29 The transformer-converter with transverse magnetization by alternating current works as follows: when connected

ГФ) первинної обмотки З до мережі трифазна напруга мережі перетворюється в багатофазну напругу вторинної обмотки 4, яка подається на навантаження. На обмотку керування 5 подається шестифазна напруга, яка о змінюється у відповідності від струму вторинної обмотки. Якщо струм обмотки керування зростає, то підвищується поперечне підмагнічування і зменшується вторинна напруга. Магнітний потік керування 60 замикається скрізь відповідний трапецієподібний елемент основного магнітопроводу 1 та два шестигранних ярма 2.HF) of the primary winding C to the network, the three-phase voltage of the network is converted into the multiphase voltage of the secondary winding 4, which is fed to the load. A six-phase voltage is supplied to the control winding 5, which varies in accordance with the current of the secondary winding. If the current of the control winding increases, then the transverse bias increases and the secondary voltage decreases. The magnetic control flux 60 is closed everywhere by the corresponding trapezoidal element of the main magnetic circuit 1 and two hexagonal yokes 2.

У запропонованому винаході трансформатор-перетворювач з поперечним підмагнічуванням змінним струмом має додаткову шестифазну обмотку, розташовану на витих елементах магнітопроводу, котра створює систему магніторушійних сил, яка регулює магнітний опір для поля первинної обмотки, що призводить до керування бо напругою вторинної обмотки. Таким чином, регулюючи струм у обмотці управління досягається потрібний вид зовнішньої характеристики трансформатора-перетворювача.In the proposed invention, the transformer-converter with transverse magnetization by an alternating current has an additional six-phase winding located on the coiled elements of the magnetic circuit, which creates a system of magnetomotive forces that regulates the magnetic resistance for the field of the primary winding, which leads to the control of the voltage of the secondary winding. Thus, by adjusting the current in the control winding, the desired type of external characteristics of the transformer-converter is achieved.

Взагалі за допомогою зміни величини напруги обмотки керування можна отримати будь-яку зовнішню характеристику трансформатора-перетворювача.In general, by changing the value of the voltage of the control winding, any external characteristic of the converter transformer can be obtained.

На підставі викладеного, використання двох типів витих елементів магнітопроводу трансформатора-перетворювача підвищує технологічність виробництва, перетворення трьох фаз первинної напруги у шестифазну вторинну напругу підвищує надійність роботи і енергетичні показники, а також зменшує масу трансформатора-перетворювача.Based on the above, the use of two types of twisted elements of the transformer-converter magnet wire increases the manufacturability of production, the transformation of three phases of the primary voltage into a six-phase secondary voltage increases the reliability of operation and energy indicators, and also reduces the mass of the transformer-converter.

Claims

The formula of the invention is a transformer-converter with transverse magnetization by an alternating current, containing a transformer with a primary winding that embraces the adjacent trapezoidal elements of the main magnetic line, and a multiphase secondary winding located on the outer base of the trapezoidal element of the magnetic line, which is characterized by the fact that the transformer has a six-phase control winding , which is located orthogonally to the direction of the main flux on the outer surface of the trapezoidal elements of the magnetic conductor, and the magnetic conductor made without contact gaps in the path of the main magnetic flux. c schi 6) (ee) c "c) (o) and -

- and? -i se) («c) ime) IR e) ime) 60 b5