Предметом настоящего изобретения является трансформатор с iiJKiBHbiM регулнроваиие: 1 вторичнсчо напряжения, выполненный с линенпым нере 1ен1еннем нол. частн но тнну трансформатора Норриса и с двумя параллельно включеннымн в сеть частямн первичной , создающими нотокн, 1 а11ра15ленные навстречу друг другу, и с короткозамкнутоИ комненснруюп1еГ1 об.моткоГ;, расположенной на сердечн.нке в средней его частн.
Такой трансфорлгатор выполнен нз двух одннаковых частей, сердечники которых соединены ярмамн и охватываются обндей подвижной магнитной системой со вторнчнымн обмотками, охватывающими каждык из сердечников, и келезом в виде прямолинейных пакетов с нлоскостью листов, перпендикулярной илоскости листов сердечника. С целью же равномерного распределения потока в указанных пакетах, 1 трансформаторе приме)ены допо.чнительные магнитонроводы линейно формы с нлоскостью листов, совпадаюн ей с плоскостью листов сердечник;, расно,К) с внешне стороны пол.внжно магннтиоГ С11сгсл ы, HecyiJieii BT()jMi4Hbie обмоткн.
На фпг. 1 н 2 нмображена (в диух ироекцнях с разре;ам11) нринцнннальная схема ,тагаемого трансформатора; на ({)нг. 3 --- алскт )ическая схема одной частн трансфор/.ипора.
Как 11окг зано на фиг. 1 н 2, пред.магаем.ый трансформатор BiiiHo.iиен нз двух одинаковых чаете А н В, сердечники а котор мх соединен.ярма аи о, образуя общий .а по1 ровод ст)ового . Каждое sip,к) Г) оставле о на ребро, а еердечлик а собра 1Ь полос, лоскость которы.х параллельна узкой сторО е сердечника. Широкие С ) сердечников в)1стун л d которые е сн ихтован э с сегдечником, а лежат впритык через тонкне прокладки, приче. плоскость их листов пернендикуляриа листов сердечника. Меж№ 62163- 2 ду листами выступов rf за.ложены витки компенсационной обмотки W, охватывающей сердечник.
В трансформаторе имеется четыре первичных обмотки и W,B, iB овкльпой формы - по две на каждом сердечнике. Обмотки на сердечнике А намотаны так, что возбуждают поток от ярем к выступа.м (па чертеже стрелки обозначают наиравления нотоков). Ма другом же сердечннке В обмотки направляют ноток от выступов к ярмам. Таким образом, каждая из двух ветвей нотока замкнулась бы через ярма, если бы она могла иройти от выстунов одного сердечннка на выступы другого сердечника.
На каждый из сердечников насажено но одной вторичной обмотке, соответственно н 1,0- Эти обмотки могут нередвигатьсл по направлению оси сердечника как одпо целое. В крайнем вер.хием иоложеиии вторичная обмотка накрывает всю верхнюю первичную обмотку и, кроме того, выстуиы af, в крайнем нижнем положении - нижиюю первичную обмотку и выстуны. Между виткамн вторичной обмотки (намотапикми па ребро) заложены тонкие пакеты к трансформаторной стали. Для обеих вторичных обмоток пакеты общие; пакет, проложеппый между витками одной обмотки, лежит и между соответственными витками другой. Пакеты к несколько шире провода витков вторичных обмоток и внутренние (обращенные к сердечнику) кромки всех пакетов образуют плоскость, параллельную плоскости внешнего торца выступа. Между нлоскостью торца и плоскостью кромок остается зазор .--5 мм.
Магнитный поток, выходящий из сердечиика через выступы d, проходит через этот зазор и попадает в пакеты. А так как пакеты образуют мост меж.ау выступами разиых сердечников, то, следовательно, нуть нотока замыкается через этот подвижный мост.
Для того чтобы, работали равиомерно вее накет1 1 моста, перенося поток с сердечиика па сердечиик, они перекрыты прижатыми к иим вертикальными накладками с из трансформаторной стали, листы которой нараллельны лиcтa сердечника и перпендикулярны листам накегов моста. Эти накладки с распределяют поток между пакетами к равномерно.
Пакеты к при работе получают полную расчетную продольную индукцию лишь па иебольщом участке (в зоне между сердечниками); иоэтому эта индукция берется иовьиненной. То же можно сказать и о вертикальных накладках.
Всюду, где сборки листов стыкаются накрест, проложеи латероид толщиной 0,3 мм.
Верхние и иижние первичные обмотки нриключеиы к источнику первичного наиряжения - каждая непосредственно (между собой в параллель). ПоэтОлМу оба потока, пронизывающие о/дин верхнюю нерБичную об.мотку, другой - нижнюю нервичиую обмотку данного сердечиика, между собой равны, независимо от положения вторичиой обмогки и моста. Таким образом, voнфигypaция иотока, показаииая на фиг. 1 стрелками, неизменна. Следовательно, в верхием положении обе вторичных обмотки пронизываются потоками, сцепленными с ними так, ч го ноток входит в иервую вторичную обмотку еиизу, а во вторую сверху. В нижием же положении, наоборот, в первую вторичную обмотку лоток входит сверху, а во вторую - снизу. Следовательно, с переменой по.южепия обмоток (вместо верхиего - нижнее) в каждой из вторичных обмоток э.д.с. меняют знак с + е:,,„:,х на-Сзшах- Если обе вторичные обмотки включить последовательно соответственными концами, то на вторичных зажимах напряжение будет меияться от значения -г2е2шах до -2e:;i iax, в зависимости оттого, находятся вторичные обмотки в верхнем или нижнем крайнем положении. В среднем же иоложепии каждая обмотка нронизывается двумя противоположными потоками и вторичное напряжение равно нулю. Расчеты показали, что характеристика регулирования холостого хода почти прямолииейна.
До сих пор предполагалось только наличие главного потока, т. е. имели в виду режим холостого хода. Если же по вторичной обмотке пойдет рабочий ток, то появятся потоки рассеяния. При верхнем и нижнем крайнем положении вторичиых обмоток их витки накрывают собой первичную и компенсационную W. обмотки полностью и несбалансированных витков нет. Компенсационная обмотка WK выполпена как короткозамкнутая и имеет всюду одно и то же направление намотки от начала до коица.
Поэтому в ней течет ток, обратный току вторичной обмотки, и она полностью балансирует участок вторичной обмотки, иакрывающий ее.
Потоки же .холостого хода никакой э.д.с. в компенсационной обмотке не наводят, так как оиа пронизывается двумя равными потоками холостого хода, сцепленными с ней в противоположном друг другу отношении.
При среднем положении вторичных обмоток и при других промежуточных положениях остаются несбалансированными концевые участки первичных обмоток.
При разработке изобретения был проведен расчет поперечного потока и аналитически найдено положение максимума реактанса короткого замыкания. Применительно к реально рассчитанному и сконструированному регулятору (регулируемая юп1ность которого, т. е. произведепие диапазона регулировки на максимальный рабочий вторичный ток, равна 35 ква} при диапазоне регулировки 220 в напряжения короткого .замыкания оказались: в крайнем положеиии 15 е, а при наихудшем положении 50 в.
Особо важно падение иаиряжения при крайнем положепии. Оно сн1:жает регулируемую мощность, умепьи1ая диапазон регулирования.
Но, как видим, это снижение равно лии1ь -100 - 6,8%. И1 дуктивное падение напряжения при промежуточных положениях лишь несколько искривляет «характеристику регулирования при полном рабочем гоке против «характеристики регулироваиия холостого хода, которая, как сказано выше, прямолинейна. Степень искривления зависит от cos f, нагрузки, но во всяком случае она невелика даже при чисто И11дуктивной нагрузке, так как величина 50 в значительно менее диапазона регулирования 220 в. При омической же нагрузке искривление совсем незначительно.
Описываемая конструкция может быть осуществлена так, что обе вторичные обмотки стягиваются общей ироводящей (стальной) рамой. Никакой поток не будет пронизывать раму и иоследияя может быть выполнена сплошной. В упомянутом выше проекте регулятора на 35 ква обмотки стянуты швеллерами высотой 40 мм, скрепленными угловым железом. Проведеииый па механические усилия расчет указал на достаточный запас прочности в самом неблагоприятпом положении при источиике тока бескопечной мощности.
При трехфазной схеме может быть осуществлена общая подвижная рама для вторичных обмоток всех трех фаз.
Кинематическая часть рещается прикреплением к раме четырех гаек, сидящих на двухходовых винтах, сцепленных цепью Галля. Потребова.дись некоторые усложнения для обеспечения хорошего нажатия непо- 3 -Kb 62163
JNb 62163- 4
д1; Ж11Ых магнитных стыков и для обеспечения нараллелыюсти плоскостей кромок прокладок и выступов. Однако в целом конструкция оказалась не очень сложной, а технология относительно , с ма.чым количеством обработки.
В предлагае.ой системе первичные обмотки без особого труда логут быть выполнены на напряжении б кв, нркчем они будут изолированы на это напряжение и от кориуса. и от вторичной обмотки. Г1ри заземленной нейтрали вонрос решается просто - вторичную обмотку ре(у,:1ятора можно было бы вк-тючить в г ейтраль лниейиого трансформатора. При изолированной нейтрали дело обстоит сложнее. Однако все же есть решение. Пусть имеем трехфазный трансформатор и требуется, регулгровка на величину ±5%, причем она должна быть вынолиена на б кв стороне. 0 бозначим ВЕОДЫ на 6 кв через AI, Л, Лз, а иротивоиоложные коицы 6 л:в обмоток траисформатора через BI, Sj, 63.
В тот же бак номеидаем )егулятор, выио.чненный на питание пер.. ,6000.... 300
вичиоН оомотки наиряжением и дающий па вторичной+
Вторичную обмотку включаем между концом В и нейтралью Л (фиг. 3), первичную - между нейтралью Л и концом А. Нейтраль присоединяется к корпусу регулятора, а корпус изолируется от бака. Д..Г1Я этого регулятор ставится на изоляторы, а приводной двигатель соединяется с механизмом при помощи ва.та из изоляционного материала (иапример, нрогштаиное нод, вакуумом дерево или бакелит и т. и.). Рабочий ре/ки.м ие создае1 иаиряжеиия ме5кду баком и корпусом; опо появится лигиь npi однофазных коротких и ири и.еренаиряжениях - коммутационных и атмосферных, причем ноеледние будут иесколько снижены благодаря егикости С .между корпусом и баком.
По имеющимся расчетам, описываемая систе.ма регулятора более экономична, чем -система 1рансформатора Норриса, в котором расход активных материа.пов (железо, медь) при самом опти.мальном варианте в три раза вьпне, чем в предлагаемой системе. При наличии столь боль1ИОГО резерва в отноь еиин стоимости материалов огстунает на задний план иеобходимость нзвестного KOHCTpyiviTiBHoro ус.ложнения от.дельиых частей в иредлагае.мой еистеме ио сравнеиию с системой Порриса. 1 слс жиение конструкции иеревести в то возрастание стоимости, которое оно вызывает, покажется, что все ж;едаииая система останется более выгодной, чем система Норриса.
Но сравиеиию же с траис(|50р:,аторади-1, регулируемыми стуиенчато iicjji, иаг1У 31чОЙ ну1ем перек.лючсиия коитактов, иред.лагаемая систел а и.меег иреимутцество в и.чавности регулирования.
Iioo6 ue же с;1едует считать основным вопросом не вопрос конкуренции с трансформаторами, и.меющими стуиенчатые переключатели для нереключения под нагрузкой, а использование предлагаемой системы там, где ныне применяются трансформаторы Норриса и прочие аипараты плавного регулнрован я (радиотехника, рентгенотехника, электрооборудование театров, лабораторные регулировочиые лрнспособ,1енкя и т. д.).
Предмет изобретен и я
1. Трансформатор с нлавиым регулироваиием вторичного напряжения, выполненный с линейным перемещением подвижной части по тииу трансформаторов Норриса и с двумя параллельно включенными в сеть час1ями первичной обмотки, создающими потоки, направленные навстречу друг другу, и с короткозамкнуто компенсирующей обмоткой, расположенной на сердечнике в средней его части, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что трансформатор выполне из двух одинаковых частей, еердечИИК11 которых соединены ярмами и охватыва отся общей нодвижной магнитной системой со вторичными обмотками, охватываюи,нми каждыГ: из сердечников, и железом в BHzie нрямолинейных пакетов с илоскостыо листов, периендикулярной нлоскостн листов сердечника.
2. Форма выполнершя трансформатора по п. .1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью равномерного раснределення иотока в указанных пакетах, применены дополнительные мап-пггонроводы линейной формы с 1;лоскоетью листов, совпадающей с плоскостью листов сердечника, расположенные с впеншек стороны пйдвижноГ магнитной системы, necymeii иторичшле обмотки.
. иг 1
Фиг 2
