Трехфазное регулируемое трансформаторное устройство (его варианты) Советский патент 1982 года по МПК H01F29/14 

(54) ТРЕХФАЗНОЕ РЕГУЛИРУЕМОЕ ТРАНаФОРД1ДТОРНОЕ УСТРОЙСТВО (ЕГО ВАРИАНТь)--- ..,.,

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроиндукционным аппаратам с питанием от трехфазной сети переменного тока и регулированием с помощью подмагничивания постоянным ток ом.

Предлагаемое изобретение может быть использовано в регулируемых и стабилизированных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), аппаратуры проводной связи и вычислительной техники, а также в регулируемых электроустановках общепромышленного применения.

Известны трехфазные трансформаторы, регулируемые подмагничиванием шунтов (ТРПШ). Этот ТРПШ выполнен на состав-,j ной двухплоскостной магнитной системе, содержащей одинаковые главный и добавочный (щунт) магнитопроводы, в виде трехстержневых магяитопроводов, расположенных па1заллельно друг другу и соеди-20 ненных шестью магнитными перемычками. Каждая первичная обмотка переменного тока охватывает один стержень главного магнитопровода, а каждая вторичная обмотка переменного тока охватывает один стержень главного магнитопровода и один стержень шунта. Обмотки управления постоянного тока размещены на стержнях шунта l .

Недостатком такого ТРПШ 5тляется конструктивная сложнсють пространственной магнитной системы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является регулируемый подмагничиванием трехфазный трансформатор, выполненный на плсюкостной магнитной системе в виде двух трех(})аз- ных магнитопроводов, имеющих общее ярмо и две последовательно включенные системы первичных и вторичных обмоток с различными коэффициентами трасформации для перераспределения напряжений между ними в процессе регулирош-ння, причем каждый из стержней магнитной системы подразделен на две параллельные части, на которых размещены обмотки управления, подмагничивающие объем стали внутри обмоток перременного тока и вклю- ченныс в :;тречно для компенсации наводимых в них ЭДС основной частоты з . Недостапсом его является конструктив ная сло:отгасть и сравнительно низкий коэффициент использования активных мате- риалов трансформатора. Цель изобретения - упрощение коне т™ рукдии и повышение коэффициента исполь зования активных материалов трансформа тора. Поставленная цель достигается тем, что в трехфазном регулируемом трансформаторе, содержащем две идентичные трехфазные магнитные системы, на которых размешены первичные и вторичные обмотки, каждая из магнитных систем вЫ полнена в виде группы однофазных магнитопроводов. первг-гчные обмотки которых соединены в звезду и подсоединены параллельно к трехфазной питающей сети через дополнительно введенные конденсаторы, при этом соответствующие нулевые точки соединения первичных обмоток явля ются входами регулируемого трансформатора, предназначенными для подключения источника тока управления. В другом варианте трехфазного регулируемого трансформатора каждая из маг нитных систем выполнена в виде группы однофазных магнитопроводов, первичные обмотки которых соединены, например, в звезду и подсоединены к трехфазной питающей сети через дополнительно введен ные конденсаторы, а вторичные обмотки каждой группы соединены в звезду и параллельно подключены к трехфазному выходу транс с)Орм а тора, при этом соответст вующие г/леБые точки соединения BTOpjra ных обмоток являютс.ч входами регулируе мого трансформатора, предназначенными для подключения источника тока управле- ния. На фиг. 1 изображена электрическая схема трехс|язного регулируемого трансформатора ; на фиг. 2 - электрическая схема другого варианта трехфазного регулируемого трансформатора. Трехфазный регулируемый трансформа- fop на фш. 1 содержит две идентичные трехфазные магнитные системы, на которых размещены первичные и вторичные обмотки. Каждая из магнитных систем выполнена в BviAe группы однофазных магнито проводов 1,2,3 и 4, 5, 6. Первичные обмотки 7. 3, 9 и 10, 11, 12 каждой группы гюедкнены в звезщ и подсоединены пар;лллельно к питсэлошей трехфазной сети черег;. последовательно включенные ковденслторы КЗ, ,14 и ,15. При этом 9 274 соответствующие нулевые точки соединения первичных обмоток 7, 8, 9 и 10, 11, 12 являются входами 16 и 17 регулируемого трансформатора, предназначенными . для подключения источника тока управле- Работа трехфазного регулируемого трансформатора по изобретению осуществ- ля(:гся следующим образом. Напряжение каждой фазы питающей сети распределяется между падением напряжения на последовательном конденсаторе и напряжением на двух параллельных пе В1ГЧНЫХ обмотках трансформатора. При изменении магнитной проницаемости магнитопровода вследствие подмагничиваиия изменяется индуктивное сопротивление трансформатора, что приводит к перераспределению напряжения на последовательно включенных конденсаторах и первичных обмотках трансформатора. Возвратная магнитная проницаемость материала магнитопровода ,j нелинейно падает с увеличением напряженности магнитного поля Н постоянного тока и не зависит от направления магнитного потока. Таким образом, при появлении тока управления происходит нелинейное изменение напряжения на первггчных обмотках трансформатора и, с учетом коэффиэиента трансформации, напряжение вторичных обмоток трансформатора. Ток управления IQ разветвляется по обмоткам переменного тока, и по каждой первичной обмотке трансформатора протекает ток o /3, создавая в каждо магнитопрозоде напряженность Н этом появление на зажимах 16 и 17 переменной ЭДС обуславливается только несимметрией магнитопроводоЕ и нагрузкой на вторичных обмотках трансформаToipa. Поэтому наиболее целесообразным является использование на выходе трехфазного регулируемого трансформатора симметричной нагрузки, например, двёнадцатифазного преобразователя 18 переменного напряжения в постоянное по схеме соединения вторичных обмоток 19, 20, 21 и 22, 23, 24 в неполный треугольник 15 - влево, 15 вправо. Отнощеиие полного числа витков каждой вторичной обмотки к числу витков от начала обмотки до ответвления должно быть равно 2,73. Ответвления вторичных обмоток 19, 20, 21 трехфазной группы соединяются в треугольник в прямом порядке чередования фаз, а ответвления вторичных, обмоток 22, 23 и 24 другой трехфазной группы - в обратном. Практически при использовании приведенной схемы преобразоватепя переменная ЭДС на входах трансформатора для подключения источника тока управления не превышает 2 - 3 В в макете стабилизированного источника питания 27 В, 20 А при трехфазной питающей сети 220 В, 400 Гц, что является безопасным для элементов источника тока управления. Второй вариант выполнения регулируемого трансформатора на фиг. 2 содержит две идентичные магнитные системы, на которых размещены первичные и вторичные обмотки. Каждая магнитная система вьшолнена в виде группы однофазных магнитопроводов 25,26, 27 и 28, 29, 30. Первичные обмотки 31, 32, 33 и 34, 35 36 в каждой группе соединены в звезду и подсоединены к трехфазной питающей сети через последовательно включенные конденсаторы 37, 38, 39. Вторичные обмотки 40, 41, 42 и 43, 44, 45 в каждой группе соединены в звезду и параллельно подключены к трехфазному выходу трансформатора, при этом, нулевые точки соединения вторичных обмоток 4О, 41, 42 и 43, 44, 45 являются входами 46 и 47 регулируемого трансформатора, пред назначенными для подключения источника тока управления. Работа трехфазного регулируемого транс форматора на фиг. 2 полностью аналогична работе трехфазного регулируемого трансформатора на фиг. 1. При этом напряженность постоянного магнитного потока в каж- дом магнйтопроводе, создаваемая потоком управления, определяется как Х/о. Применение того или иного вариантов трехфазного регулируемого трансформатора зависит от конкретной схемы устройства, в частности регулируемый трансформатор по фиг. 1 позволяет использовать двенад- цатифазный преобразователь переменного напряжения в постоянное, но требует приг менения источника тока управления, имею щего электрическую (трансформаторную) развязку выходной и питающей цепей, во избежание образования коротких замыканий первичных обмоток. Заполнение площади окон магнитопроводов регулируемого трансформатора боле полное за счет того, что функции обмоток переменного тока и обмоток управления постоянного тока совмещены. Экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения обеспечивается за счет снижения расхода активных 95 276 материалов с учетом потребности в источниках питания различных предприятий. Формула изобретения 1.Трехфазное регулируемое трансформаторное устройство, сс держащее две идентичные трехфазные магнитные системы, на которых размещены первичные и вторичные обмотки, отличающеес я тем, что, с целью повышения коэффидиента использования активных материалов, трансформатор снабжен конденсаторами, каждая из указанных трехфазных магнитных систем выполнена в виде группы однофазных магнитопроводов, первичные обмотки которых соединены в звезду и подсоединены параллельно к трехфазной питающей сети через конденсаторы, при этом соответствующие нулевые точки соединения первичных обмоток являются входами регулируемого трансформатора, предназначенными для подключения источника тока управления. 2.Трехфазное регулируемое трансформаторное устройство, содержащее две идентичные трехфазные магнитные системы, на которых размещены первичные и вторичные обмотки, отличающееся тем, что, с целью повышения коэффициента использования активных материалов, трансформатор снабжен конденсаторами, Каждая из указанных трехфазных магнит ных систем выполнена в виде группы однофазных магнитопроводов, первичные обмотки которых соединены, например, в звезду и подключены к трехфазной питающей сети через конденсаторы, а вторичные обмотки каждой группы соединены в звезду и подсоединены параллельно к трехфазному выходу трансформатора, при этом соответствующие нулевые точки соедине- ч А1-/ ч .ijj j -iJUHc; fi Т А -vJCMWm ния вторичных обмоток являются входами регулируемого трансформатора, предназначенными для подключения источника тока управления. Источники ин{)ормации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бамдас А. М., Шапиро С. В. Стабилизаторы с подмагничиваемыми трансформаторами, М., Л., изд. Знер гия, 1965, с. 23, рис. 1-5. 2.Авторское свшетельствр СССР № 152701. кл. Н OIF 29/14, от О5.09.81

25

27

2Ь

J

J5

J6

/

2

951427

0 i$ 0

JJ

Jf

3B

. 2S

г

3S

3

37

«5

«

WJ

ial3

0 0 Фи1.2