Трехфазный трансформатор для питания импульсных преобразовательных агрегатов Советский патент 1984 года по МПК H01F27/28 

1 Изобретение относится к электротехнике, а именно к трансформаторам для питания мощных преобразовательны агрегатов, работающих в режиме импул сов тока. Известен трехфазный трансформатор для питания импульсных преобразовательных агрегатов, содержащий сетеву и вентильную обмотки, расположенные на четырех концентрах на стержнях магнитной системы, при этом сетевая обмотка состоит из двух соединенных последовательно секций и секции сете вой обмотки расположены на внутреннем и наружном концентрах, а вентиль пая обмотка разделена на четное числ электрически не связанных частей, каждая из которых выполнена из сек1дай, а казздая из частей вентильной обмотки вьшолнена на отдельном концентре. Трансформатор обеспечивает хороше ограничение тока при коротких замыка ниях одной из частей вентильной обмотки СП. Однако осевая составляющая поля .рассеяния в Каналахмежду обмотками в режиме сквозного к.з, определяется половиной м.д. с сетевой обмотки, что обусловливает появление больших радиальных электродинамических усилий при к.з. всех частей. Такая конструкция имеет завышенные массогаба- ритиые показатели. Импульсные транс.форматоры обладают относительно мало величиной напряжения сквозного к.з., для достижения которого их необходим выполнять на магнитной системе, имею щей относительно большой диаметр стержней. Массогабаритные показатели импульсных трансформаторов в основном определяются магнитной системой, так как расход меди обмоток меньше, чем в обычньпс трансформаторах, из-за значительно больших величин плотностей тока в обмотках по сравнению с обычными трансформаторами. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является трехфазный трансформатор для питания импульсных преобразовательных агрегатов, содержащий сетевую и вентильную обмотки, расположенные на четырех концентрах на стержнях магнитной системы, при этом сетевая обмотка состоит из двух соединенных последовательно секций и каждая из секций сетевой обмотки. t72 расположена на отдельном концентре, а вентильная обмотка разделена на четное число электрически не связанных частей, каждая из которых выполнена из секций, причем каждая часть вентильной обмотки расположена на двух концентрах, при этом между концентрами, на которых расположены секции одной обмотки, находится концентр, на котором расположена по крайней мере одна секция другсий обмотки, причем на одном из концентров вентильной обмотки расположено по одной секции каждой ее части, а на другом остальные секции каждой из частей вентильной обмотки, секция части, вентильной обмотки, расположенная на одном концентре, соединена последовательно, с секциями той же -части, расположенньми на другом концентре., Известный трансформатор имеет существенно лучшие массогабаритные показатели, поскольку осевая составляющая индукции поля рассеяния в каналах между концентрами в опыте сквозного к.з. определяется третьей частью м.д,.с, сетевой обмотки. Это приводит к возможности вьятолнения трансформатора на уменьшенном диаметре стержня магнитной системы. Снижение индукции приводит к соответствующему снижению радиальных электродинамических усилий в обмотках при сквозном К.З., таким образом трансформатор обладает повьшенной надежностью 2j. Недостатком известного трансформатора являются большие осевые электродинамические усилия, возникающие в обмотках при аварийном частичном. к.з. Таким образом, трансформатор при внезапных к.з. одной из частей вентильной обмотки обладает пониженной надежностью. Для достижения заданного уровня надежности приходится снижать плотности тока в обмотках, что приводит к ухудшению массогабаритных показателей трансформатора. Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов и повьшение надежности путем снижения динамических осевых усилий в аварийных режимах к.з. одной из частей вентильной обмотки. Указанная цель достигается тем, что в трехфазном трансформаторе для питания импульсньпс преобразовательных агрегатов, содержащем стержневую магнитную систему, сетевую и вентильную обмотки, расположенные на четырех

3 . 1 концентрах на стержнях магнитной системы, при этом сетевая обмотка соетоит из двух соединенных последовательно секций и каждая из секций сетевой обмотки расположена на отдельном концентре, а вентильная обмотка разделена на четное число электрически не связанных частей, каждая из которых выполнена из секций, причем каждая часть вентильной обмотки расположена на двух концентрах и их секции, расположенные на одном концентре, соединены последовательно с секциями той же части, расположенными н другом концентре, при этом между кон центрами, на которых расположены секции вентильной обмотки, находится

концентр, на котором расположена покрайней мере одна секция сетевой обмотки, число сек1Ц1й каждой части вентильной обмотки четное, причем на каждом из двух концентров расположена покповина секций каждой части этой обмотки и секции частей чередуются по высоте между собой, причем последовательность чередования секций частей вентильной обмотки на одном концентре обратна последовательности чередования секций на другом концентре.

На чертеже представлена одна из фаз трехфазного трансформатора для питания импульсных агрегатов, разрез .

На стержне 1 магнитной системы расположены сетевая обмотка 2 и вентильная обмотка 3, размещенные на четырех концентрах . Сетевая обмотка 2 состоит из двух соединенных последовательно секций 8 и 9, расположенных соответственно на концентрах 4 и 6. Вентильная обмотка 3 состоит из двух частей 10 и 11, причем часть 10 выполнена из шести секций 12-17, а часть 1.1 - из шести секций 18-23. Секции 12-14 части 10 И секции 18-20 части 11 расположены на концентре 5, а секции 15-17 части 10 и секции 21-23 части 11 - на концентре 7. Секции 12-14 гальванически соединены между собой и последовательно соединены с секциями 1517. Аналогично секции 18-20 последовательно соединены с секциями 21-23. Все секции вентильной обмотки разделены на шесть групп 24-29. В каждой группе чередуются по высоте секции, .принадлежащие обеим частям вентиль174

ной обмотки. Причем последовательность чередования секций одинакова для всех групп, расположенных на одном концентре. Так в каждой.из групп 24-26, расположенных на концентре 5, сверху расположена секция части 10, а снизу - части 11. В группах 27-29, расположенных на концентре 7, сверху расположена секция части И, а снизучасти 10. Таким образом, последовательность чередования секций на концентре 5 обратная по отношешпо к последовательности чередования секгмй на Концентре 7.

Недостатком предлагаемого решения является наличие отводов, расположенных в канале между концентрами 5 и 6 Однако изобретение позволяет существенно снизить осевые усилия в обмотках в режимах аварийных частичных к.з за счет чего повысить надежность трансформатора .и плотность тока в обмотках, а также улучшить массогабаритные показатели трансформатора. Снижение осевых усилий достигается путем компенсации усилий, создаваемых всеми секциями. Так при к.з. части 10 вентильной обмотки 3 усилие возникающее в секщ1и 9 сетевой обмотки 2 от взаимодействия с секцией 12, компенсируется усилием от взаимодействия с секцией 17, усилие от взаимодействия с секцией 13 компенсируется усилием от взаимодействия с секцией 16, а усилие от взаимодействия с секцией 14 - усилием от взаимодействия с секцией 15. Аналогична компенсация усилий при к.з. части 1 1 вентильной обмотки 3. I

Для компенсации электродинамических воздействий необходимо, чтобы поперечные сечения секций каждой части располагались с центральной симметрией, причем центром симметрии является геометрический центр поперечного сечения секции сетевой обмотки, расположенной на третьем концентре, т.е. необходимо, чтобы каждой секции одной части, расположенной на одном концентре, соответствовала секция той же части, расположенная на другом концентре, и прямая линия, соединяющая центры поперечньк сечений этих секций, проходила через геометрический дентр поперечного сечения секции сетевой обмотки, расположенной на третьем концентре. При четном числе частей в вентильной обмотке для

ТРЕХФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ДЛЯ ПИТАНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ, содержащий стержневую магнитную систему, сетевую и вентильную обмотки, расположенные на четырех концентрах на стержнях магнитной системы, при этом сетеваяобмотка состоит из двух соединенных последовательно секций и каждая из секций сетевой обмотки расположена на отдельном концентре, а вентильная обмотка разделена на четное число электрически не связанных частей, каждай из которых выполнена из секций, причем каждая часть вентильной обмотки расположена на двух концентрах и их секции, расположенные на одном концентре, соединены последовательно с секциями /ой же части, расположенными на другом концентре, при этом между концентрами, на которых расположены секции вентильной обмотки, находится концентр, на котором расположена по крайней мере одна секция сетевой обмотки, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов и повышения надежности путем снижения динамических осевых усилий в аварийных режимах к.з. одной из частей вентильной обмотки, число секS ций каждой части вентильной обмотки четное, причем на каждрм из двух концентров расположена половина секций каждой части этой обмотки и секции частей чередуются по высоте между собой, причем последовательность чередования секций частей вентильной обмотки на одном концентре обратна последовательности чередования секций на другом концентре. ел