Трехфазный симметричный регулировочный трансформатор Советский патент 1980 года по МПК H01F29/14 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к регуляторам-стабилизаторам напряжения и тока, и может быть использовано в сварочных, выпрямителях и в других источниках питания, где требуется плавное регулирование напряжения.

Известен трехфазный симметричный регулируег ый трансформатор, содержащий стержни, расположенные под углом 120° друг к другу, обмотки .на каждом стержне, одно неуправляемое ярмо и два управляемых ярма с обмотками управления 1. Ярма трансформатора выполнены в виде многоугольника, замыкающегося вне стержней. Первичная и нерегулировочная части вторичной обмотки такого трансформатора расположёны в нижнем окне, обраэованно.м неуправляе1 1м и управляемым ярмами. Регулировочная часть вторичной обмотки расположена jB верхнем окне, образованном управляемыми ярмами,

Из-за четных агарьж ник, вызванных двойным намагничиванием управляемого ярма (постоянным и переменным магнитными полями) известнай конструкция трехфазного симметричного

-регулируемого магнитной коммутйцией ; трансформатора имеет значительный

Коэффициент нелинейных искажений с выходного напряжения и потребл я ем6..1 го тока.

-- Известна также конструкция трех. фазного симметричного регулируемого магнитной коммутацией трансформато{0 У которого сердечники управляв- . мых ярм, выполненных в виде многоyrbhbHHKa, раоцёплены,; а на каждой расщепленной части расположены катушки обмоток подмагничивания, соеди ненные так, что магнитные поля, создаваемые постоянным током в рас-щеплённнх частях, направлены встречно 2 ,

Коэффициент нелинейных искеЬкений такого трансформатора небольшой, од20нако этот трансформатор, осббенно при максимальном выходном напряжении а, диапазоне регулирования, т.е. при насыщенном среднем ярМе, обладает большим индуктивным сопротивле25нием короткого замыкания. Вызвано это тем, что расстояние между первичной обмоткой и регулировочной частью вторичной обмотки достаточно велико и равно сумме двух высот сердечника расщепленной части управляемого ярма и четырех толщин катушки обмотки подма.гничивания. Повышенное индуктивное сопротизл ;ние трансформатора увеличивает накл внешних характеристик трансформато,ра, что приводит к увеличению массы и габаритов трансформатора при обес печении требуемого диапазона плавного регулирования. Целью настоящего изобретения явл ется снижение массы и габаритов тра форматора с магнитной коммутацией. Поставленнагя цель достигается тем, что первичная-и нерегулировочная ча вторичной обмотки расположены на средней части стержней, по обе стороны указанных обмоток расположено по два ярма с обмотками управления, регулировочная часть вторичной обмотки разделена на две последоват.ел но соединенных секции,каждая из которых размещена между ярмами, находящимися с одной стороны первичной обмотки, обмотки управления дву средних и двух крайних ярм соединен последовательно, причем конец обмот ки управления одного ярма соединен с началом обмотки управления второго ярма. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана конструкция предлагаемого трансформатора с магнитной коммутацией; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 принципиальная схема соединения обмэток предлагаемого трансформатора. Магнитопровод трансформатора содержит три стержня 1, расположенных под углом 120° друг относительно друга и четыре управляемых ярма 2, 3, 4, 5, выполненных в виде шихтованного многоугольника (шестиугольника), стыкованного со стержнями. На каждом ярме расположено по три катушки б обмоток подмагничивания двух крайних ярм 2 и 5 и три катушк 7 обмоток подмагничивания двух сред них ярм 3 и 4 . На средней части каждого стержня .расположёна первичная обмотка 8 и нерегулируемая часть витков 9 вторичной . Регулировочная часть вторичной обмотки разделена на две катушки 10 и 11 с равньгм количеством витков. Катушка 10 расположёна на стержне меж ду .двумя управляемыми ярмами 2 и 3 а вторая катушка 11 - между ярмами 4 и 5. Обе катушки 10 и11 регуливо ной части вторичной обмотки соединены последовательно-согласно по переменному магнитному потоку холос того хода с нерегулируелюй частью 9 вторичной обмотки. Регулировочная витков в зависимости от залан ного диапазона регулирования мозкет составлять 40-60 и более процентов от общегхз количества витков вторичной обмотки. При необходимости глубокого, плавного, без переключений регулирования напряжения, регулировочная часть витков может составлять 100%, при этом нерегулируемая часть витков отсутствует. Катушки 6, 7 обмоток подмагничивания каждого управляемого ярма соединены последовательно-согласно. Благсэдаря симметричной системе при таком соединении катушек результирующая ЭДС от переменного потока на обмотке подмагничивания равна нулю а также исключаются нечетные гармонические составляющие. Обмотки подмагничивания двух крайних ярм 2, 5 и двух средних 3, -4 соединены между собой последовательно-согласно по потоку, создаваемому постоянным током (фиг. 3). Так как расстояние между первичной обмоткой 8 и катушками 10, 11 вторичной обмотки предлагаемой конструкции трансформатора невелико, то индуктивное сопротивление его значительно меньше по сравнению с известной конструкцией. Следовательно, наклон внешних характеристик меныие. Трансформатор с магнитной коммутацией предлагаемой конструкции работает следующим образом. При подключении напряжения к первичной обмотке, которая, как и вторичная обмотка, может быть соединена в звезду или треугольник, создается переменный магнитный поток холостого хода, который практически, равномерно распределяется по ярмам. На выходе трансформатора будет заданное среднее-значение напряжения. При насыщенном подмагничиванием состоянии двух крайних ярм 2 и 5 переменный магнитный поток из них будет вытеснен и замыкается по двум средним ярмам 3 и 4. Потокосцепление регулировочной части витков двух катушек 10 и 11 вторичной обмотки отсутствует, на выходе трансформатора будет минимальное напряжение, соответствующее виткам нерегулируемой части вторичной обмотки. При насыщенном состоянии двух средних ярм 3 и 4 переменный магнитный поток заьикается по двум крайним ярмам 2 и 5. Потокосцепление регулировочной части витков двух катушек 10 и 11 максимально. В них наводится ЭДС. Напряжение на выходе трансформатора при этом будет максимальное и равно сумме напряжений, наводимьзх в витках нерегулируемой части и в витках катушек 10 и 11 регулировочной части вторичной обмотки.. Дифференциальным или разд15Л ьным подмагничиванием, изменяя степень насыщения дйух пар ярм 2 и 5, 3 и 4, обеспечивается плавное, амплитуд-. ное регулирование напряжения на выходе трансформатора. Так как в предлагаемой конструкции трансформатора катушки 6 и 7 обмотки подмагничивания -пар управляе кых ярм 2 и 5, 3 и 4 соединены так, что магнитные потоки от постоянного тока направлены в одну сторону, а в каждый/момент времени переменный магнитный поток в этих парах ярм на(Правлен в разные стороны, то при двойном намагничива1 ни ярм как на холостом ходу, так и под нагрузкой в выходном напряжении исключаются четные гармонические составляющие. Коэффициент нелинейных искажений та кого трансформатора незначительный. Трансформатор предлагаемой конструкции может быть выполнен по автотрансформаторной схеме. Предложенн трехфазйый симметричный трансформатор обеспечивает амплитудное регулирование выходного напряжения, его синусоидальную форму кривой, расширение диапазона плавного регулирования и уменьшение индуктивного сопротивления, что, в своюочередь, позв ляет сократить количество ступеней электрической коммутации или вовсе их исключить, а следовательно, сокр тить количество коммутирующей аппаратуры и упростить схему для ее управления, т.е. уменьшить массу и га риты трансформатора.

Формула изобретения Трехфазный симметричный регулировочный трансформатор, соде Гжащий

2. Авторское свидетельство СССР 35 597013, кл. Н 01 F 29/14, 1973. пространственный магнитопровод с симметрично расположенными стержняки,упрШвляёмый , выполиённйР- 7 ми в виде многоугольника, первичную обмотку, вторичную обмотку, содержащую нерегулировочную и регулировочную последовательно и согласно, соединенные части, и обмотки управ ления, расположенные на ярмах, о т ли ч а ю щ и И с я тем,что, с целью снижения массы и габаритов,, первичная и нерегулировочная часть вторичной обмотки расположены на средней части стержней, по обе стороны указанных обмоток расположено по два ярма с обмотками управления, регулировочная часть вторичной обмотки разделена на две последовательно срединеннйе секции, каждая из которых размещена между ярмами, находящимися с одной стороны первичной обмотки, обмотки управления двух средних и двух крайних ярм соединены последовательно, причём конец обмотки управления одного ярма соединен с началом обмотки управления второго ярма. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР ( №214700, кл. Н 01 F 29/14, 1969.

//