Статистический регулируемый трансформатор с вращающимся магнитным полем Советский патент 1976 года по МПК H01F29/14 

Изобретение относится к электротехнике и может быть исиользовано в трансформаторах-преобразователях величины напряжения переменного тока, числа фаз, фазового сдвига первичного и вторичного напряжений в многофазной электрической цепи при плавном регулировании выходного напряжения в промышленности.

Известны индукционные регуляторы и фазовращатели, представляюш.ие собой асинхронную машину с заторможенным ротором и применяющиеся для регулирования напряжения и сдвига фаз сетей .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является статический регулируемый трансформатор с вращающимся магнитным полем, содержащий наружный кольцевой шихтованный магнитопровод с пазами на внутренней поверхности, в которых размещены первичная и вторичная многофазные обмотки по типу мащин переменного тока, оси которых сдвинуты одна относительно другой на 90 электрических градусов, первый внутренний кольцевой шихтованный магнитопровод, закрепленный в расточке наружного магнитопровода, и второй кольцевой шихтованный магнитопровод с пазами по наружной поверхности, в которых размещена тороидальная обмотка подмагничивания .

Однако известная конструкция является необратимым устройством с асимматричной связью между первичными и вторичными токами и напряжениями при неизменном, равном 90°, угле сдвига между обмотками, кроме того, такая конструкция характеризуется узким диапазоном плавного регулирования выходного напряжения; относительно большой величиной намагничивающего тока; искажением его формы и формы нагрузочной составляющей тока при насыщении

магнитопровода, приводящем к ухудшению энергетических показателей.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования и улучшение энергетических характеристик.

Для этого в предлагаемой конструкции на втором внутреннем магнитопроводе через немагнитную прокладку установлен наружный кольцевой шихтованный магнитопровод с числом пазов на внутренней поверхности, равным числу пазов основного )1аружиого магнитопровода; причем в пазах уложена дополнительная тороидальная обмотка подмагничивания, а проводники

первичной обмотки уложены одновременно

в пазах основного и второго наружных магнитопроводов.

На фиг. 1 представлен предлагаемый регулируемый трансформатор с вращающимся магнитным полем; на фиг. 2 - эскиз его магнптпой цепи.

Наружный магнитопровод 1 и первый внутренний кольцевой магнитопровод 2 выполняются шихтованными из электротехнической стали и стыкуются без зазора (см. фиг. 1). Магнитоировод / выполнен с пазами на внутренней поверхности, в которых размещены многофазные обмотки 3 и 4, соответственпо первичная н вторичная, выполненные по типу обмоток мащины переменнего тока. Второй наружный кольцевой шихтованный магпитопровод 5 с яазами на внутренней поверхности, число которых совпадает с числом пазов наружного магнитопровода /, установлен соосно с магнитопроводом 1 так, что проводники первичной обмотки 3 расположены одновременно в магнитопроводах У и 5. Дополнительная обмотка 6 подмагничивапия охватывает спинку магнитопровода 5. В расточке второго наружного магнитопровода 5 установлен через немагнитную прокладку 7 второй внутренний кольцевой шихтованный магнитопровод 8 с пазамп на наружной поверхности, в которых размещена тороидальная обмотка .9 подмагничивания.

При работе трансформатора, обмотками 6 и 9 подмагпичивания образуются копцентрические постоянные магнитные потоки 10 и // (см. фиг. 2), замыкающиеся в спинках магнитопроводов 5, 8. При этом обмотка 6 подмагпичиваиия включена таким образол, что создаваемый ею поток имеет одинаковое пространственное направление с потоком подмагнпчивания второго внутреннего кольцевого магнитопровода 8. При одинаковом пространственном направлении потоков 10 и 11 для обеих ветвей вращающегося магнитного поля 12, созданЦого током первичной обмотки, образуются одинаковые магпитные условия - в спинках имеются участки с согласным н встречным направлением потоков подмагничивания. Поэтому при увеличении степени насыщения спинок не образуются четиые пространствеппые гармоники вращающегося поля; нечетные прострапствениые гармоники поля при ипдуктировании ЭДС в значительной степени подавляются за счет укороченпя гиага и распределения обмотки переменного тока.

В результате часть трансформатора, аключенная в пределах магнитопроводов 5

и 8, представляет симметричную, регулируемую, практически линейную индуктивность, включенную последовательно в цепь фаз первичной обмотки.

Расщирение диапазона регзлирования выходиого напряжения обеспечивается более глубоким изменением величины индуктивности первичной обмотки при осуществлении одновременно подмагпичивания внутренней и внещней спинок магнитопроводов 5 и 8. Улучшение энергетических характеристик трансформатора связано (кроме указанного выше изменения формы первичного тока) также с введением второй обмотки 6 подмагиичивания, приводящей менее чем к двукратному увеличению мощности управления, часть которой потребляется в регулирзющем органе, три практически двукратном расщирении диапазона регулирования, по сравнению с известными решениями.

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н я я

Статический регулируемый трансформатор с вращающимся магнитным полем, содержащий наружный кольцевой шихтованный магнитопровод с пазами на внутренней поверхности, в которых размещены первичная и вторичпая многофазные обмотки, первый визтренпий кольцевой шихтованный магиитопровод, закрепленный в расточке нарз жпого магпитопровода, и второй внутренний кольцевой шихтованный магнитопровод с пазами по наружной поверхности, в которых размещена тороидальная обмотка подмагничиваиия, отличающийся тем, что, с целью расщирепия диапазона регулирования и улучшения энергетических характеристик, иа втором внутреннем магиитопроводе через немагнитную прокладку установлен паружиый шихтованный магнитопровод с числом пазов па внутренней поверхности, равным числу пазов основного наружного магнитопровода, в которых уложена дополнительная тороидальная обмотка подмагничиваиия, а проводники первичной обмотки уложеиы одповременно в пазах основного и второго наружных магнитопроводов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Костенко М. П. и Пиотровский Л. М. Электрические машины. М., «Энергия, 1965, часть П.

2.Авторское свидетельство СССР № 124523, кл. 21 d 53, 1958.