Трансформатор Советский патент 1981 года по МПК H01F27/29 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в трансформаторостроении. Известны трансформаторы, содержащие обмотку низшего напряжения, отводы от начала и конца которой выпол нены из голой или изолированной меди круглого или прямоугольного сечения 1 . При работе трансформатора токи, проходящие по его отводам, создают поля рассеяния. Вследствие действия полей рассеяния повышается индуктивное сопротивление отводов и трансфор матора в целом, в близлежащих металлических конструкциях создаются добавочные потери. С увеличением величины токов действие указанных явлений возрастает. Добавочные потери мо гут вызывать местные нагревы близлежа1дих конструкций, снижается КПД и коэффициент мощности трансформатора Известен также трансформатор, содержащий обмотки, отводы от начала и конца каждой из которых образуют пару и максимально сближены дрУГ с другом 21. Этот трансформатор является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Такое выполнение трансформатора позволяет уменьшить добавочные потери от магнитного поля рассеяния отводов и индуктивность отводов, что приводит к некоторому повышению КПД и коэффициента мощности трансформатора . Однако при сближении шин от начала и конца обмотки существенно возрастают электродинамические силы, действующие на отводы в аварийных режимах. Из-за указанной причины выбирают некоторое оптимальное расстояние между отводами, при котором поля рассеяния, отводов и добавочные потери от них не достигают опасных значений, а величина электродинамических сил не превышает прочности конструкции. Это не позволяет Б полной мере использовать эффект снижения величины поля рассеяния и связанного с ним уменьшения индуктивного сопротивления отводов и добавочных потерь за счет максимального сближения отводов от начала и конца обмотки. Особенно этот недостаток проявляется в трансформаторах с большими токами, где при небольшом напряжении обмотки

НИ падение напряжения на отводах составляет значительную часть напряжения короткого замыкания трансформатора.

Например, в преобразовательных трансформаторах для питания гальванических ванн при напряжении 24 В и вы рямленном токе 25 кА падение напряжения на отводах составляет около половины напряжения короткого замыкания трансформатора, кроме того, создаются большие добавочные потери Это существенно снижает коэффициент мощности и КПД трансформатора.

Цель изобретения - повышение КПД и коэффициента мощности трансформатора путем снижения индуктивности отводов и добавочных потерь от магнитного поля рассеяния отводов.

.С этой,целью в известном трансформаторе, содержащем обмотки, отводы от начала и конца каждой из которых образуют пару, каждая пара отводов выполнена в виде пакета проводников, изолированных друг от друга и транспонированных между собой.

На фиг. 1 схематично изобргикен трансформатор; на фиг. 2 - одна из обмоток этого трансформатора в соответствии с данным изобретением.

Трансформатор содержит обмотки низшего напряжения 1 и 2, расположенные на одном из стержней магнитопровода 3. Кс1ждая из обмоток 1 и 2 имеет отводы от начала и от конца, в частности, обмэтка 1 имеет соответственно отвод 4 от начала и отвод 5 от конца; обмотка 2 имеет отвод 6 от начала и отвод 7 от конца.

Каждая пара отводов, в часАюсти, пара отводов 4 и 5 от обмотки 1 выполнена в виде пакета проводников, изолированных друг от друга и транспонированных между собой.

При работе трансформатора по обмоткам 1 и 2 протекает переменный электрический ток, при этом в каждой паре отводов 4 и 5, б и 7 по отводам протекают токи разных направлений. Приэтом транспозиция проводников, из которых состоят отводы 4 и 5 (фиг. 2) обеспечивает равномерное распределение тока по сечению каждого из отводов 4 и 5. Кроме того, вследствие взаимодействия магнитных полей рассеяния проводников с взаимно-противоположными направлениями токов в 3-5 раз снижается с величина магнитного поля вокруг пары отводов.

Это приводит к снижению добавочных потерь как в отводах, так и в расположении вблизи них металлических

Q конструктивных элементах трансформатора, т.е. к повышению КПД, а также к к снижению индуктивного сопротивления отводов и связанного с ним падения напряжения на отводах, что повышает коэффициент мощности.

5 Так, например, применение изобрсэтения в преобразовательном трансформаторе для гальванических ванн на ток 25 кА при напряжении 24 В по сравнению с применявшимися до сих пор

0 отводами из шинной меди позволит повысить КПД трансформатора на 0,5%, а коэффициент мощности преобразовательного агрегата - на 1,5 %.

В отводах, выполненных из транг5 понированных между собой проводников, снижается величина электродинамических усилий, вследствие чего повышается устойчивость трансформатора в аварийных режимах.

Формула изобретения

Трансформатор, содержащий магнитопровод обмотки, отводы от начоша и

от конца каждой из которых образуют пару, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента мощности и КПД трансформатора, путем снижения индуктивности отводов и добаночных потерь от магнитного поля рассеяния, каждая пара отводов выполнена в виде пакета проводников, изолированных друг от друга и транспонированных между собой.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Сапожников А.В. Конструирование трансформаторов. М.-Л., ГЭИ,1959.

2.Фицшер П.Л. и Урйанов. Р.Н. Преобразовательные трансформаторы. М., энергия, 1974.