Трансформатор с регулированием напряжения под нагрузкой Советский патент 1980 года по МПК H01F29/00 

.1 .

Изобретение относится к электро- энергетике и может быть применено в трансформаторах с регулированием-напряжения под нагрузкой .

Известен трансформатор, в котором осуществляется ступенчатое регулирование напряжения под нагрузкой 1. Причем переключение с одной ступени на другую без разрыва цепи производится через токоограничивающий реактор . Недостатком этого, устройства являются большие габариты и отсутствие регулирования напряжения внутри ступени. .

Известен трансформатор с плавным регулированием напряжения 2J . Трансформатор имеет броневую конструкцию, средний его стержень,несущий вторичную обмотку, допускает плавное осевое перемещение.

Недостатком его является большое рассеяние и сложность конструкции.

Известен трансформатор с регулированием напряжения под нагрузкой, содержащий регулировочную обмотку с отпайками от ступеней регулирования с неподвижными контактами, обмотку, установленную концентрично относительно регулировочной обмотки, подвижную вдоль нее, и токосъемные элементы ГЗ. В этом трансформаторе напряжение регулируется посредством скольжения щеток, по контактной дорожке регулировочной автотрансформаторной обмотки или при.помощи перекл1очателя с отпаек регулировочной обмотки . Подвижная обмотка служит для компенсации намагничивающей силы регулировочной обмотки .

10 Это техническое решение наиболее близко К изобретению по технической сущности.

Недостатком трансформатора является большой габарит, обусловленный тем, что диапазон регулирования определяется высотой регулировочной автотрансформаторной обмотки. Такие трансформаторы из-за на.личия автотрансформаторной обмотки изготавливаются на ограниченные мощности.и 1уиеют небольшой диапазон регулирования напряжения. .-;

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования напряжения

25 и уменьшение габаритов трансформатора.,

эта цель достигается тем, что трансформатор с регулированием.напряжения под нагрузкой, содержащий

ЗС регулировочную обмотку с отпайками

от ступеней регулирования с неподвижными контактами, обмотку, установленную концентрично относительно регулировочной обмотки, подвижную вдоль нее,, и тркосъемные элементы, снабжен стойкой, установленной вдоль регулировочной обмотки, на которой размещены неподвижные контакты, контактиругацие с помощью токосъемных элементов с подвижной обмоткой, расположенной .поверх регулировочной:: Обмотки, намотанной голым проводом встречно регулировочной обмотке, при этом неподвижные контакты регулировочной обмотки расположены на ра

Стоянии, равном высоте подвижной обмотки с числом витков, равным числу витков ступени регулирования.

Трансформатор может иметь токосъемные элементы, установленные на подвижной обмотке.

Трансформатор может иметь токосъемные элементы, установленные на непрлвижных контактах регулировочной обмотки ,

Трансформатор может иметь токосъемное кольцо с токосъемной щеткой, жестко соединенное сподвижной обмоткой, установленной с возможностью дополнительного вращательного движения вокруг центргшьной оси. В последнем случае достигается Повышение планости регулирования напряжения.

На фиг. 1,2,3,4,5,6,7,8 изображен часть конструкции трансформатора с регулированием напряжения под нагрузкой и схема подключения обмоток в различном исполнении.

Трансформатор содержит магнитопровод 1, регулиройочную обмотку 2, стойку 3 с неподвижными контактами, подвижную обмотку 4.

Регулировочная обмотка 2 имеет отпайки от ступеней регулирования, отпайки заканчиваются 3j|eKTpH4ecKHMH контактами, которые неподвижно закреплены на стойке 3, а стойка установлена вдоль Обмоток 2, 4. Подвижная обмотка 4 представляет собой спиральную однослойную катушку, намотанную голым проводом поверх регулировочной обмотки 2. Подвижная обмотка 4, перемещаясь, поочередно замыкает ступени регулирования, при этом в контуре, образованном- обмоткой ступени регулирования и подвижной обмоткой, уравнительный ток не протекает, так как эти обмотки имеют одинаковое количество витков и включены встречно.

На фиг, 1, 2, 3 изображен трансформатор, содержащий токосъемные элементы 5, б, установленные на подвижной обмотке 4.

В рабочем положении, подвижная обмотка через токосъемные элементы 5, например ножи, подключена к двум отпайкам регулировочной обмотки,т.е.параллельно одной ступени регулировани

a токосъем осуществляется через подвижный тбкосъемный элемент 6, например щетку. При увеличении или уменьшении напряжения на выходе трансформатора т.окосъемная щетка 6 перемещается по голым виткам подвижной обмотки 4 вверх или вниз до восстановления напряжения , тем самым осуществляется плавное регулирование в пределах одной ступени.

С целью неразрывности, тока нагрузки, в момент переключения подвижной обмотки 4 на очередную ступень регулирования токосъемная щетка б остается неподвижной и замкнутой одновременно с подвижной обмоткой 4 и неподвижным контакте отпайки трансформатора, расположенным на стойке 3.

На Фиг. 4, 5 изображен 1tpaнcфopматор, содержащий токосъемные элементы 7, установленные на неподвижных контактах стойки 3, на которую выведены отпайки ступеней регулирования регулировочной обмотки. Постуйательно переМёщаяоь, подвижная обмотка 4 скользит по токосъемному элементу 7, например контактной щетке, при этом изменяется число витков последовательно подключенных к отпайке регулировочной обмотки, и тем самым осуществляется регулирование напряжения внутри ступени. В определенные моменты времени подвижная обмотк 4 скользит одновременно по двум токосъемным элементам одновременно. В этсм случае подвижная обмотка 4 подключается параллельно ступени регулирования .

На фиг. б, 7, 8 изображен трансформатор, содержащий, токосъемное кольцо 8 с токосъемной щеткой 9. Токосъемное кольцо жестко соединено с подвижной обмоткой. Для того, чтобы по токосъемному кольцу не протекал ток от наведенной в нем ЭДС, оно состоит из нескольких изолированных одна от другой частей. Каждая из частей токосъемного кольца соединяется с одним и тем же концом катушки. С целью неразрывности тока нагрузки, изолирующий промежуток между проводящими частями токосъемного кольца выбирается Меньше ширины токосъемной щетки. Количество проводящих частей токосъемного Кольца выбирается из такого условия, чтобы, величина тока, протекающего по соединительным проводникам в момент одновременного касания токосъемной щеткой двух проводящих частей кольца, была бы меньше допустимого значения тока для соединительных проводников.

Подвижная обмотка 4 отличается от случаев, изображенных на фиг. 1,2,3 и фиг. 4, 5, наличием дополнительного вращательного движения , поэтому скольжение голого провода обмотки 4 по токосъемным элементам 7 осуществляется по винтовой линии, и тем самым повышается плавность регулирования напряжения. . Достоинство изобретения заклю 1ает ся в том, что регулирование напряжения под нагрузкой осуществляется переключением ступеней регулирования и плавным изменением напряжения в пределах всего диапазона регулирования трансформатора. Изобретение может быть применено как в однофазном, так и в многофазном трансформаторе. В однофазном устройстве подвижная обмотка может быть намотана или поверх обмоток трансформатора, или на свободный от обмоток стержень. В изобретении регулирование напря жения под нагрузкой осуществляется без использования .специальных токоограничивающих реакторов , н,а изготов ление которых, дополнительно к расхо ду трансформатора, расходуется 5-7% электротехнических материалов (стали меди). По сравнению с трансформатором, регулируемым под нагрузкой путем перемещения токосъ.емной щетки по автотрансформаторной обмотке, изобретение значительно сокращает затраты на изготовление трансформатора, делает независимым диапазон регулирования от .габаритов трансформатора, позволяет выполнять подвижную обмотку .более толстым проводом и тем самым обе печить надежный токосъем, увеличить долговечность и расширить диапазон мощностей плавно регулируемых трансформаторов . Формула изобретения 1. Трансформатор с регулированием напряжения под нагрузкой, содержащий регулировочную,обмотку с отпайками от ступеней регулирования с неподвиж ными контактами, обмотку, установленную концентрично относительно регулировочной обмотки, подвижную вдоль нее, и токосъемные элементы , отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования и уменьшения габаритов, трансФорматор снабжен стойкой, установленной вдоль регулировочной обмотки, на которой размещены неподвижные контакты, контактирующие с помощью токосъемных элементов с подвижной обмоткой, расположенной поверх регулировочной Обмотки, намотанной голым проводом встречно регулировочной об мотке, при этом неподвижные контакты регулировочной обмотки расположены на расстоянии, равном высоте подвижной обмотки с числом витков, равным числу витков ступени регулирования. 2.Трансформатор по п . 1, от личающийся тем, что токосъемные элементы установлены на подвижной обмотке. 3.Трансформатор по п- 1, о т л и.-т чающийся тем, что токосъемные элементы установлены на неподвижных контактах регулировочной обмотки . 4.Трансформатор по пп. 1 и 2, о тличающийся тем, что, с целью повышения плавности регулирования, трансформатор снабжен токосъемным кольцом с токосъемной щеткой, жестко соединенным с подвижной обмоткой , а подвижная обмотка установлена с возможностью дополнительного вращательного движения вокруг центральной оси. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Петров Г. Н. Электрические машины том. 1, М., Энергия 1974 г. с. 112. 2.Петров Г. Н. Электрические машины том. 1, М, Энергия 197.4 г.. с. 181. 3.Патент ФРГ 1281544, кл.г21а 53/0, 1968 г.

ф(/2./

Рив.З

fputl

J

-V