Управляемый трансформатор Советский патент 1981 года по МПК H01F21/08 H01F29/14 

(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

I

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулируемым электроиндук-. ционным аппаратам, в которых регулирование осуществляется изменением магнитной проницаемости магнитопровода с помощью подмагничивания, и может быть использовано в регулируемых и стабилизированных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), аппаратуры проводной связи и вычислительной техники.

Известны управляемые трансформаторы употрансы), регулирование выходного напряжения которых осуществ.ляется изменением магнитной проницаемости магнитной системы подмагничиванием постоянным током. Указанный трансформатор содержит магнитную систему, включающую два С-обра-зных сердечника, на которых размещены обмотки переменного тока и два замкнутых П-образных сердечника, на которых размещены обмотки подмагничивания (управления). Сердечники сое.1инены в магнитную систему так, что С-образные сердечники торцами стержней примыкают с двух сторон к стержням замкнутых 11-образных сердечников, образуя к местах сочленения крестообразные пересечения стержней магнитной системы. При этом замкнутые П-образные магнитопроводы составляют независимые магнитные контуры для потока обмотки управления и пересекают в поперечном направлении магнитный контур для переменного потока, образованный двумя С-образными магнитопроводами. Работа трансформатора основана на изменении магнитной проницаемости замкнутых П-образных сердечников при изменении тока управления |11.

Недостатком известного рещения являет10ся конструктивная сложность магнитной системы.

Наиболее близкими к предлагаемому являются управляемые трансформаторы, магнитная система которых выполнена сочленением двух С-образных сердечников, на одном из которых размещены первичная и вторичная обмотки переменного тока, а на другом обмотка управления постоянного тока, причем в плоскости сочленения сердечники

20 развернуты таким образом, что плоскости сечений окон являются взаимно ортогональными. Последовательно с первичной обмоткой употранса включен конденсатор. Регулирование выходного напряжения употрэнса производится за счет перераспределения приложенного напряжения сети между конденсатором и первичной обмоткой употраиса при изменении индуктивности обмотки с изменением магнитной проницаемости магнитной системы в процессе подмагничивания постоянным током 2. Недостатком известного устройства является относительно низкий коэффициент использования активных материалов ввиду ограничения величины индукции переменного магнитного потока площадью сопряжения торцов С-образных магнитопроводов. Цель изобретения - повышение коэффициента использования активных материалов управляемого трансформатора. Г1оставленная цель достигается тем, что в упра-вляемом трансформаторе, содержащем первичную и вторичную обмотки переменного тока и обмотку управления постоянного тока, размещенные на магнитной системе, выполненной сочленением двух магнитопроводов из ленточной электротехнической стали, плоскости окон которых взаимно ортогональны, причем обмотка управления размещена на одном С-образном магнитопроводе, а первичная обмотка, последовательно с которой включен конденсатор, и вторичная обмотка размещены на втором магнитопроводе, второй магнитопровод, на котором размещены обмотки переменного тока, выполнен замкнутым, преимущественно О-образНОЙ формы и с одним из ярм этого магнитопровода сочленен упомянутый С-образный Магнитопровод. Кроме того, С-образный магнитопровод, на котором размещена обмотка управления, выполнен из сплощного материала с низкой магнитной проницаемостью. На фиг. 1 изображен управляемый трансформатор, общий вид; на фиг. 2 - то же, электромагнитная схема; на фиг. 3, 4 - то же, магнитная система; на фиг. 5 - вариант выполнения магнитной системы управляемого трансформатора с плоскощихтованным замкнутым магнитопроводом; на фиг. 7 - зависимость возвратной магнитной проницаемости материала магнитопровода от напряженности постоянного магнитного поля. Управляемый трансформатор содержит первичную и вторичную 2 обмотки переменного тока и обмотку 3 постоянного тока, размещенные на магнитной системе, выполненной сочленением двух магнитопроводов 4 и 5, плоскости окон которых взаимно ортогональны, причем обмотки управления размещены на С-образном магнитопроводе 5, а первичная обмотка, последовательно с которой включен конденсатор 6, со вторичной обмоткой размещена на втором магнитопроводе, выполненном замкнутым, например, стержневой конструкции, к одному из ярм которого примыкает С-образный магнитопровод. Устройство имеет следующие конструктивные особенности. На фиг. 3 и 4 показаны примеры выполнения магнитной системы управляемого трансформатора, причем в случае использования магнитопровода (фиг. 4) С-образный магнитопровод 5, на котором размепьена обмотка управления 3, выполнен из сплошного материала с низкой магнитной проницаемостью, например, чугуна или неэлектротехнической стали. Кроме того, в предлагаемой конструкции управляемого трансформатора воз.можно применение плоскошихтованных магнитопроводов (фиг. 5). Работа управляемого трансформатора поясняется упрощенной схемой замещения (фиг. 6), составленной для приведенного трансформатора, т. е. обмотки переменного тока трансформатора приведены к одному числу витков через коэффициент трансформации. Для схемы замещения (фиг. 6) при отсутствии тока управления можно записать без учета фазРвых сдвигов U,,x -n jpСО 1ГаМ,2,р , или подставив (2) в (1): U2 - j jf-lXc,(3) т. е. выходное напряжение зависит от величины падения напряжения на обмотках тран сформатора. Сопротивление трансформатора определяется как (4) где величина L в сильной степени зависит от.магнитной проницаемости материала магнитопровода и может быть выражена через индуктивность, т. е. XL 6jLTp,(5) где W 2jtf-круговая частота; LTO-индуктивность приведенного трансформатора. В свою очередь индуктивность может быть определена LTP (.SB(6) где W - приведенное число витков трансформатора;5и1 - соответственно площадь сечения и длина пути магнитного потока; возв магнитная проницаемость материала магнитопровода. При появлении в обмотках управления постоянного тока магнитная проницаемость материала магнитопровода изменяется по 1ФИВОЙ, приведенной на фиг. 7. Выходное напряжение трансформатора находится в прямой зависимости от напряженности магнитного потока постоянного тока Н Jynp- Wynp не зависит от его полярности. При этом, согласно (1) и значениях Uj пост., Хс. пост, наряду с изменением Zrp происходит изменение тока J и перераспределение падений

напряжений на конденсаторе и первичной обмотке управляемого трансформатора. Так как переменный магнитный поток не пронизывает обмотку управления, в последней перемещения ЭДС не индуктируется.

Формула изобретения

. Управляемый трансформатор, содержащий первичную и вторичную обмотки переменного тока и обмотку управления Лостоянного тОка, размещенные на магнитной системе, выполненной сочленением двух магнитопроводов, плоскости окон которых взаимно ортогональны, причем обмотка управления размещена на одном С-образном магнитопроводе, а первичная обмотка, последовательно с которой включен конденсатор, и вторичная обмотка размещены на втором магнктопроводе, отличающийся тем, что.

С целью повышения коэффициента использо вания активных материалов, магнитопровод, на котором размещены обмотки переменного тока, выполнен замкнутым, преимущественно О-образной формы, и с одним из ярм этого магнитопровода сочленен С-образный маг нитопровод.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

5 основе многофункциональных электронномагнитных трансфоряаторов. - «Электронная промыщленность, 1979, вып. 7(79) с. 15, рис. 2.

4-5