Устройство для автоматического регулирования напряжения в цепи переменного тока Советский патент 1954 года по МПК H02J3/12 

Предметом изобретения является устройство для автоматического регулирования напряжения в цепи переменного тока при изменении нагрузки, состоящее из двух включенных последовательно понижающих трансформаторов с неодинаковыми коэффициентами трансформации. Один из трансформаторов имеет подмагничивающую обмотку постоянного тока для автоматического изменения общего коэффициента трансформации устройства с изменением тока нагрузки благодаря перераспределению первичного напряжения между трансформаторами.

В известных устройствах такого тина подмагничйваюгцая обмотка располагается на трансформаторе, имеющем меньщий коэффициент трансформации, причем для повышения вторичного напряжения его комплексное сопротивление в процессе регулирования должно увеличиваться (для перехода большей части первичного напряжения на этот трансформатор). Поэтому в таких устройствах подмагничивающий ток максимален при холостом ходе и уменьщается в процессе регулирования напряжения, в связи с чем, помимо общих падений напряжения в меди и реактивностях рассеяния устройства, имеется енхе и дополнительное внутреннее падение напряжения, ограничикавдntee диапазон регулирования напряжения.

Отличительно особенностью предлагаемО -о устройства является вь1полнение вспомогательного трансформатора, несу1п,его обмотку подмагничивания постоянного тока, с ббльшим коэффициентом трансформации, чем основной. Поскольку при этом для повыщения вторичного напряжения необходимо увеличивать подмагничивающий ток, обмотка подмагничивания вспомогательного трансформатора вкл очена по схеме, обеспечивающей увеличение тока намагничивания при возрастании нагрузки.

Выполненное таким образом устройство позволяет уменьшать внутреннее падение напряжения (уменьшающееся с увеличением намагничивания) в трансформатоpax, олагодаря этому увеличивать диапазон регулирования напряжения н применять устройство не только при активной, но и нри индуктивной нагрузке.

В случае применения устройства в трехфазной системе согласно изобретению, с целью обеспечения симметрии кривой напряжения переменного тока, 11ред.1агается основной трансформатор ВЫП-УШЯТЬ с пятнстержиевым сердечником и обмотки этого трансформатора соединять по схеме „зигзаг.

На фиг. 1, 2 и 3 представлена электрическая схема устройства, выполненного, согласно изобретению, при иснользованни его в однофазных и трехфазных системах.

На фиг. 1 показана схема устройства для однофазной цени. Устройство состоит из двух трансформаторов, соединенных последовательно как с перйичной,так и со вторичной сторон. Коэффициенты трансформации трансформаторов различны, причем коэффициент трансформации К вспомогательного (регулировочного) трансформатора ТВ больше, чем коэффициент трансформации К основного трансформатора ТО.

Всйомогательный трансформатор для однофазной схемы выполнен с Ш-образным сердечником для обеспечения симметричности кривой напряжения н снабжен обмоткой йодмагничивания О/7 постоянного тока, питаемой через выпрямитель В от трансформатора Т, включенного последовательно в рассечку провода со вторичной стороны.

При отсутствии нагрузки со вторичной стороны трансформаторов постоянное подмагничивание полностью отсутствует, а приложенное напряжение Uj расцределяется пропорционально комплексным сопротивлениям намагничивающих контуров трансформаторов ТВ и ТО:

и/ Z где и/ и Z -первичное напряжение и комплексное сопротивление трансформатора ТВ; U/ и то же для трансформатора ТО.

По мере возрастания нагрузки со вторичной стороны трансформаторов пропорционально току нагрузки увеличивается ток постоянного подмагничивания вспомогательного трансформатора. При этом . комплексное сопротивление намагничивающего контура вспомогательного трансформатора Z уменьшается, в результате чего происходит перераспределение первичного напряжения, приложенного к первичным обмоткам трансформаторов ТВ и ТО и их отношение изменяется.

Вследствие различия коэффициентов трансформации отдельных трансформаторов (Л -регулировочного и К -основного) вторичное напряжение Us являющееся суммой вторичных напряжений LJ/ и УЗ отдельных трансформаторов, также изменяется, увеличиваясь с ростом нагрузки.

Общий коэффициент трансформации Кобщ устройства будет изменяться с изменением I между своими предельными значениями- коэффициентами трансформации отдельных трансформаторов К и

КК (1+е)

Г общ// // S

Поскольку увеличение общего вторичного напряжения связано с уменьшением комплексного сопротивления Z намагничивающего контура вспомогательного трансформатора, т. е. с уменьшением дополнительного внутреннего падения напряжения, устройство обладает большими регулировочными возможностями и диапазон регулирования мало зависит от коэффициента мощности.

На фиг. 2 показана схема устройства для трехфазной цепи.

Регулировочный трансформатор составлен из трех однофазных трансформаторов с Ш-образными сердечниками, полуобмотки переменного тока которых соединены последовательно.

На фиг. 3 показана схема устройства для трехфазной сети с регулировочным трансформатором, имеющим пятистержневой магнитопровод.

Для выравнивания условий работы всех трех фаз переменного тока направление постоянного потока в средних трех стержнях одинаково и противоположно направлению постоянного потока в двух крайних стержнях. Симметричность кривой вторичного напряжения при этом создается противоположным направлением тока в иолуобмотках переменного тока (полуобмотки включены встречно), для чего первичные обмотки вспомогательного трансформатора соединены по схеме „зигзаг.

Предмет изобретения

1. Устройство для автоматического регулирования напряжения в цепи переменного тока, состоящее из двух включенных последо:вательно понижающих трансформаторов, выполненных с неодинаковыми коэффициентами трансформации, и с подмагничивающей обмоткой постоянного тока на одном из трансформаторов для автоматического изменения общего коэффициента трансформации ycTpoiiства с изменением тока нагрузки за счет перераспределения первичного напряжения между трансформаторами, отличающееся тем что, с целью увеличения диапазона регулирования, вспомогательный трансформатор выполнен с ббльщим коэффициентом трансформации, чем основной, и его обмотка подмагничивания включена по схеме, обеспечивающей увеличение тока подмагничивания при возрастании нагрузки.

2. Устройство по п. 1, составленное из трехфазных трансформаторов для использования в трехфазной системе, отличающееся тем, что, с целью обеспечения симметрии кривой напряжения переменного тока, вспомогательный трансформатор имеет пятистержне вой сердечник и обмотки этог трансформатора соединены по схеме „зигзаг.

бь

Фиг, 2

7«

(й 7© .4