Вентильная обмотка преобразовательного трансформатора Советский патент 1984 года по МПК H01F27/28 

Изобретение относится к электро|технике и предназначено для использования в трансформаторах для питания многофазных преобразовательных агрегатов. Известны преобразовательные агрегаты с трансформаторами, вентильные обмотки которых выполнены из ле точного материала, в частности из медной ленты, ирасщеплены на четыр части, расположенные поэтажно, причем две из них имеют схему соединения звезда а две другие - треугольник tn. Число витков указанных частей обмотки соответственно 14 и 24 отличаются в отношении, близком к V а толщина ленты со схемой соединени звезда в 1,7-2 раза больше,чем толщ на ленты части со схемой треугольни Недостатком указанной конструкции обмоток является то, что в процессе работы трансформатора на стыке частей обмотки с разными схемами соеди нений возникают поперечные магнитны поля рассеяния повышенной частоты (5,7 гармоники), создающие большие добавочные потери и местный нагрев торцовых частей обмотки, что снижае срок службы и надежность трансформа тора, а также его КПД. . Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является вентильная обмотка преобразовательного трансфо матора, содержащая две части, одна из которых соединена в звезду и содержит две параллельные ветви, а другая - в треугольник и содержит одну ветвь, причем витки обеих часте обмотки размещены в двух катушках, намотанных в одинаковом направлении и расположенных одна под другой и выполненных с отводами, а каждая катушка содержит одинаковое число чередукицихся между собой в радиальном направлении витков каждой части Витки катушек таких обмоток выполне ны из обмоточного провода с транспозициями. В такой обмотке обеспечиваются пониженные добавочные потери и более высокий КПД С21. Недостатком указанной конструкции является сложность намотки из-за .наличия сложных внутренних переходов число которых, не считая параллельно го соединения проводов,образующих часть со схемой соединения звезда. 152 равно 5, а с учетом соединения этих проводов число соединений равно 7. Кроме того, такая обмотка из двойных дисковых катушек отличается сложной технологией изготовления, повьшенной трудоемкостью и недостаточной надежностью из-за наличия большого числа внутренних переходов. Кроме того, обмотка имеет более низ-, кий коэффициент заполнения окна магнитопровода по сравнению с обмотками из ленточного материала, что приводит к повьквению удельного расхода электротехнической стали. При использовании взамен провода ленточного материала не представляется возможным выполнить соединение между витками разных катушек в радиальном канале между этими катушками аналогично переходам, выполняемым в катушках из проводов в соответствие с известной, так как это потребовало бы не только существенного увеличения размера радиального канала, но для выполнения транспозиции требуется перекрещивание отводов, (ЧТО осуществляется просто на проходах, а на ленточных обмотках возможно только при специальной фигурной конструкции перемычек и требует специальной технологии пайки. Цель изобретения - снижение расхода материалов, а также упрощение конструкции и повьш ение надежности трансформатора. Цель достигается тем, что вентильная обмотка преобразовательного трансформатора, содержащая две части, одна из которых соединена в звезду и содержит две параллельные ветви, а другая - в треугольник и содержит одну ветвь, причем витки обеих чаете обмотки размещены в двух катушках, намотанных в одинаковом направлении, расположенных одна под другой и выполненных с отводами, а каждая катушка содержит одинаковое число чередующихся между собой в радиальном направлении витков каждой части, выполнена из ленточного материала и в каждой катушке размещена одна параллельная ветвь части обмотки со схемой звезда. Часть обмотки со схемой соединения треугольник может содержать нечетное число витков, а отводы от внутренних витков обеих частей в одной катушке могут быть выведены в

противоположные стороны, а в другой катушке - в одну из противоположных сторон.

На фиг. 1 показан пример вьтолнения одной фазы вентильной обмотки согласно изобретению на фиг. 2 развертка и схема соединений обмотки изображенной на фиг. 1.

Обмотка состоит из двух катушек 1 и 2, расположенных одна-под другой в осевом направлении. Обмотка содержит две части 3 и 4. Часть 3 вентильной обмотки соединена на трех стержнях в звезду, а часть 4 - в треуголь ник (на фиг. 1 с торца изображена пунктиром и заштрихована), при этом число витков части 4 равно семи виткам, что приблизительно в болше числа витков части 3, число витко которой равно четырем.

В радиальном направлении в катушках 1 и 2 поочередно расположены разделенные изоляцией витки частей

3и 4.

Часть 3 вентильной обмотки состои из двух ветвей, расположенных в .катушках 1 и 2 и соединенных параллельно наружными отводами 5 и 6, а часть

4имеет одну ветвь, состоящую из последовательно соединенных перемычкой витков катушек 1 и 2.

При этом сумма средних диаметров витков части 3,образующих одну из параллельно соединенных ветвей, расположенную на катушке 1, равна сумме средних диаметров витков, входящих

в другую параллельную ветвь, расположенную на катушке 2.

Катушки 1 и 2 имеют одинаковые направления намотки, но при нечетном числе витков в части, соединенной в треугольник, выполнены по разному.

В катушке 1 витки обеих частей 3 и 4 обмотки начинаются одновременно с одной стороны магнитопровода, а заканчиваются по разные стороны магнитопровода. В отличие от этого в катушке 2 сначала сделана поЛовина витка части 3, а витки 4 начинаются с другой стороны магнитопровода, идут вместе в радиальном направлении и оканчиваются с одной

стороны магнитопровода. Это позволяет выполнить последовательное соединение витков двух катушек.

В катушке 1 отводы от внутренних витков частей 3 и 4 выполнены с одной стороны катушки, а в катушке 2 по разные стороны, при этом наружный виток части 4 катушки 1 соединен перемычкой 7 с внутренним витком этой же части на катушке 2. Вследствие этого число соединений между катушками уменьшается, причем они выполняются на наружных отводах, что упрощает конструкцию, технолхэгию изготовления обмотки и повьш ает ее надежность.

При этом повьш1ается коэффициент заполнения окна магнитопровода по сравнению с прототипом из обмоточного провода и снижаются добавочные потери и местный нагрев обмоток на стыке частей обмотки с разными схемами соединений, как это имело место в аналоге с поэтажным расположением частей обмотки со схемами звезда и треугольник.

В предлагаемом изобретении магнитный поток рассеяния проходит вдоль поверхности обмоток, вследствие чего снижаются добавочные потери.

С целью предотвращения уравнительных токов в параллельно соединенных ветвях обмотки параллельные ветви соединены так, чтобы их потокосцепления с потоком рассеяния были одинаковы. Это обеспечивается в том случае, если суммы средних диаметров витков, входящих в каждую из параллельных ветвей, одинаковы.

За счет применения в обмотке лец,точного материала сокращается объем, занятый каналами, повышается коэффициент заполнения окна магнитопровода и снижается расход материалов.

срие.г

1. ВЕНТИЛЬНАЯ .ОБМОТКА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ТРАНСФОРМАТОРА, содержащая две части, одна из которых соединена в звезду и содержит две параллельные ветви, а другая - в треугольник и содержит одну ветвь. О С}:..Ш1Е11.А причем витки обеих частей обмотки размещены в двух катушках, намотанных в одинаковом направлении, размещенных одна под другой и выполненных с отводами, а каждая катушка содержит одинаковое число чередующихся между собой в радиальном направлении витков каждой части, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, снижения материалоемкости и повьппения надежности, обмотка выполнена из ленточного материала и в каждой катушке размещена одна параллельная ветвь части обмотки со схемой звезда. 2. Обмотка по п. 1, отличаю щ а я с я тем, что часть обмотки (Л со схемой соединения треугольник содержит нечетное число витков, а с отводы от внутренних витков обеих частей в одной катушке выведены в проти-а воположные стороны, а в другой катушке - в одну сторону.