Регулируемый трансформатор с вращающимся магнитным полем Советский патент 1984 года по МПК H01F29/14 

Изобретение; относится if электро-технике и может быть использовано для стабилизации или регулирования в широком диа1-г1зоне величины напряжения пepe ;eннoro тока в много(;;азных электрических цепях.

Известны многофазные регулируемые устройстваf содержащие рабочие обмотки переменного тока и обмоачси подмагничивания, расположенные в закрытых пазах цилиндрического магнитопровода. Плавное регулирование величины магнитного потока в таких устройствах, сцепленного со зтори ной обмоткой переменного тока осуществляется путем изменения махнитного с опротивления части магнитопровода, в 1 :оторой расположена волновая обмотка пoдмaгиичивaп iя, ггои прохо;-у.;ении по обмотке постоянно; или выпрямленного тока

Недостаток чсазанных устройств узкий диапазон изменения величины выходного напряжения из-за принципи ал ь н о и F-; е в о з можн о с т i-: с с) здания эффект -внс5ГО 1)oj;MarH.H4Hванн г г.:а1нитопровода волновой обмоткой управения, поскольку создаваеглая ою намагчтичивгнсща; ci-uia значитель нО меньше нама.гничивающей силы першчной обмотки переменного тока . Кро-ме того, операция ,1гнения подмагничивакицей обмотки внро яжку является трудоемкой и ггетехнологичнсй .

Наиболее близким к п:;х;:длагаемоу является устройство.представлящее собой регулируемый п аисформа-тор с вращаюни мся мап-гигн:,- полем, содержащий состаи1-;ой цилинд1:)ический ихтованный магнитопрово.ц с г;азпми. в которых размо;, первктая и вторичная мпо1офаз ые обмотки по ти-у ашин переменного , ri также тороид ал ь кун: обмотку го,;;ма Гничп в ания, охватывающую ВЕгутреннее ярмо магнитопровода,

При наоы дения магии топровода за счет подм 1гнпчиван1- я в f: у трен не го ярма существенн(3 искажается формгг кривой потребляемого тока,- что при-водит к увеличению потерь в стали и первичной обмотке. Кроме ТОГО,3 атруд нено поддержание HOMiS на ль F-soio напряжения на выходе при мкггчмггльной нагрузке. В этом случае величина магнитного потока тргаюформатора олжна быть меньше, чем при номинальной нагрузке, а следовательно, падение пгшряжения в его первичной обмотке при холоотом ходе и минимальной нагрузке должно быть бо-льше юм при номинальной нагрузке. Вследствие больиюго увелнч.ен1-:я намап-Еичивагощего токгч потери )з первич11Ой обмотке и в стали трансформаторе П1Й-5 небольшой нагрузке получаются большими, чек при ногданальной нагрузке, поэтому его КПД и с.азЧ малы.

;1звес-гный трансформатор принципиально не пригоден для регудирова 1Ия выходного напряжения более чем на :1.0о, поскольку регулирование магни-гного потока осуществляется падением напряжения в первичной обмотке ,

Ьказанная конструкция нетехнологична,, поскольку в общих пазах магни-гопровода расположены первичмая и втopи t:- aя обмотки переменного ток и в служите проооя обмотки, улолсенной первой, для ее ремонта необходимо удалять другую обмотку

, Цель изобретения - распжрение диапазона регулирования выходного напряжения и упрощение технологии и 31o т с; в л е н и я п л а в н о р е г у л и р у е мо л о трансформатор-а с вращающимся магнит ныт- ио.пем.,

Указаап1ая цель достигается там, Ч1о в -грсигсФорматоре, содержащем со с. -г а в; 1 о и ци ли н д ри ч е; ский ши х т о i-. а н Hhsii ма11 итопровод, имеющий Ену7;реннюю и Б ешнюю части с пазами для обмоток переменHoiO тока и обметку подмагиичивания, между зубцаГ4и зноней и внутренней частей магнитопровода распо; ожен магнитный шунт, выг.олг-иэнный в виде ихихтованного полого цилиндра с Открытьпми пазами, распо.1;о)кеин1.:ми на eio лшутренней и вненей гтоыерхнос-.гях, в которых разг-ie цена торо1;/;а; ьная обмотка подма.гничи|з;-:Ния, охватывающая внешнюю и внуреннюю Ц1-1:1Индрические поверхности lijyi-iT;:, п:л:чсг -, пазы и зубцы шунт;. распол5 се:;ы соответственно против

трансформатор; на фиг. г aкc:oliO eтpии .

Устройств.,; состоит из внешнего цилиндрического магнитопровода 1 с паза;--и 2 :цлп первичной обмотки 2 переменно1о тока, махнитного шу;:та 4 с паза.:-ш 5 для обмотки 6 подмагничивани;я и внутреннего цили -;дри ческого магиитопровода 7 с naaai-iH 8 для ВТОРИЧНОЙ обмотки 9 переменного тока Все три составные части магнитопровода (;;г1ешняя,, цилиндрич-зский -lisyHT и внутренняя ) плотно зставл-эньт одна в другую таким образог.-s, чтобы и зуб1;ы магнитного шунта располагались 1-;рот;-1В пазои и зубцов внешней и внутренней частей магнитог ровслна .

При ма сс;- мальном токе подмагкичивания магнитное сопротивление шунта 4 очень велико, поэтому почти весь магнитный поток, создаваеь1ь; й токами первичной обмотки 3, сцеплен со вторичной обмоткой 9 и напряжение на ее выходе имеет максимальную аедич.ину. По мере уменьшения тока подмагничивания часть магнитного потока, создаваемого токами первичной обмотки проходит по шунту, поэтому величина магнитного потока, сцепленного со вторичной обмоткой, а также выходное напряжение уменьшают: ся. 14аксимальная степень шунтироваНИН магнитного потока и минимальное, выходное напряжение получаются при отсутствии тока подмагничивания. Диапазон изменения величины выходного напряжения зависит от соотношения сечений магнитного шунта 4 и внутреннего ярма магнитопровода 7, пределов регулирования тока под1 1агничивания и магнитных свойств материала шунта. Поскольку основные части магнитопровода 1 и 7 не насыщаются при подмагничивании, форма кривой потребляемого тока трансформатора синусоидальна во всем диапазоне и, кроме того отсутствуют дополнительные потери от высших гармоник в стали внешнего и внутреннего ярем. Ток под1-5агничивания невелик, поэтому КПД трансформатора при подмагничивании получается довольно высоким.

В трансформаторе с подмагничиваемым магнитным шунтом наблюдается небольшое отношение тока короткого замыкания к номинальному току, которое не превышает 4.

Диапазон изменения величины выходного напряжения предлагаемого трансформатора составляет 1-4, в то время, как в устройстве-прототипе он не превышает 1-1,1. Технология изготовления проста -и может быть автома- i тизирована. Обмотка переменного тока укладываются отдельно в открытых па0зах внешней и внутренней частях магнитопровода наподобие обычных статорных и роторных обмоток асинхрон ных машин. Укладка тороидальной обмотки в открытых пазах магнитного шунта также не представляет затруд5нений. После раздельной укладки обмоток в трех составных частях трансформатора они плотно вставляются одна в другую таким образом,, чтобы пазы и зубцы магнитног.о шунта рас0положились соответственно против пазов и зубцов внешней и внутренней .частей магнитопровода.

Таким образом, предлагаемое уст5ройство по сравнению с известным имеет более широкий диапазон регулирования выходного напряжения и упрощенную технологию изготовления.

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ТРАНСФОРМАТОР С ВРАЩАЮиШГСЯ МАГНИТНЫМ ПОЛЕГ, содержащий составной цилиндрический шихтованный магнитопровод, имеьаций внешнюю и внутреннюьз части с пазаг-ш для обмоток переменного тока и обмотку подмагничивания-, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходного напря к ;ния и упрощения технологи - изготовления , в него введен магнитный шунт, установленный между зубцами внешней и внутренней частей магнитопровода и выполненный в виде шихтованного полого цилиндра с открытыми па§ами, расположенными на его внутренней и внешней поверхностях, в которых размещена тороидальная обмотка подмагничивания, ох.т)атывающая внешнюю и внутреннюю цилиндрические поверхности шунта, причем пазы и зубцы шунта расположены соответственно против пазов § и зубцов внешней и .внутренней частей магнитопровода.