Многофазный трансформатор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХРЕСПУБЛИК 09) Ш) 255 б 11 4 Н 01 Р 33/ ЛИОАНИ ЕТЕНИ г Яф,: коршиншков8.8) ктри 980,.В.ргия Р982 ельство С Р 33/02,ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов трансформаторах, преобразующих трехфазную систему напряжения в многофазную. Цель изобретения состоит в повышении КПД и коэффициента мощности,Устройство содержит замкнутый шихтованный внешний магнитопровод 1,который через тонкую лаковую пленку на зубцах 2 примыкает к шихтованному внутреннему магнитопроводу 3. Внешний магнитопровод охвачен катушками 4, которые разбиты на шесть групп по с 1 катушек в каждой. Число витков первичной обмотки в катушках, принадлежащих одной фазе, при переходе от одной катушки к другой в группе убывает по закону синуса зп60(ц + 1 - и)/Ч 1 ,а число витков первичной обмотки, принадлежащих дру-, гой фазе, возрастает по закону здп 60(и)/Ч . Предложенный закон распределения витков обмоток обеспечивает высокое качество преобразования энергии, т,е, симметрию вторичных ЭДС.При этом уменьшается намагничивающая составляющая тока хо" лостого кода, вследствие чего увеличивается коэффициент мощности и воз" растает 1(ПД, 1 ил.дИзобретение относится к згктротехнике,а именно к трансформаторам, преобразующим трехфазгую систему напряжений в многофазную.Цель изобретения - повышени КПД и коэффициента мощности.На чертеже представлен многофазный трансформатор.ТрансФорматор содержит замкнутый шихтованный внешний магнитопровод 1, который через тонкую лаковуо пленку на зубцах 2 примыкает к шихтованному внутреннему магнитопроводу З,Внешний магнитопровод охвачен катуцками содержащими витки первичной 5, 6, 7 (А, В, С) и вторичной 8,9 (а, Ь) обмоток, Первичная 5, 6, 7 обмотка -15 трехфазная, вторичная 8, 9 - многофаэная,В конструкции, представленной начертеже, число пазов расположенныхмежду зубцами 2, выбрано равным 18,т.е. из расчета размещения в них25девятифаэной вторичной обмотки, которая показана заштрихогзанной. Первичная обмотка 5, б, 7 условно показанадля фазы А (5) незачерненными квадратиками, для фаэв С (7) - наполозину зачерненными, для Фазы В (6)полностью зачерненными. Размеры квадратиков выбраны примерно соответствующими числувитков данной фазы враСсматриваемом пазу. Все катушки4 разбиты на шесть групп по гг катушек в каждой. В данном случае вгруппу включено три катушки (г 1 =3),имеющие убывающий характер числа гзитков, принадлежащих одной Фазе, и возрастающий характер для другой Фазыпервичной обмотки, при переходе отодной катушки к другой. На чертежепоказано соединение витков в Фазахпервичной и вторичной обмоток (дляфаз А-Х, а-х, Ь-у) полностью, для З 5фаз В, С - сокращенно, Соединения остальных фаз выполняются аналогично.Число витков первичной обмотки в катушке, принадлежащих одной фазе,припереходе от одной катушки к другой 50в группе убывает по закону синуса,о 9+1-и о 4-ит.е. яз.п (60) =яЫ (60 ,)г 1 3а принадлежащих другой (смежной) фазе,. возрастает по закону 55о ио гг язи (60 - ) = язи (60 -- ,. ) . Т;к,например, длл приведенной конструкции в 1рупп число витков фазы Лв катушках при дви;ниц от одной кдругой (и=1, 2, 3) ио ходу гасовсйстрелки убьват;и = 1; Уд= лГ я.и 60с,и = 2; Ы = 1 к. язи 40и = 3; Бз= И язи 20,гд И - базовое число витков в каКтуке оггределяемое рясчетои транс -форматора. При этом в этих ж пазах(катугках) содержатся витки, принадлежащие Фазе С, но число их в катувгке при переходе от паза к пазу воэрастает, т.е. дляи = 1; Ы, = Я к яги 0 = 0;и=2; Ы =-Ъ я:п 20и = 3; Уз= 1 к яз.и 40",Далее по ходу часовой стрелкиидет 11 группа, где размещаотся витки Фазы С и В и т.д. (остальные груп-,пы не обозначены),Трансформатор работает следующимобразом.При подаче на первичную обмоткутрехфазного напряжения она создаетмногофазную,в данном случае,восемнадцатифаэную (удвоенное число фаз вторичной обмотки) симметричную системуМДС. Покажем образование именно такой системы,МДС первой катушки в 1 группе определяется равенстгзомГ = (язп 60 )И1 язп (ог-ч),МДС второй катушки в этой группеопределяется равенствомГ(г)=(яз.и 40 )1+ (я 1 п 20 )ч)1"1 к (-з. с) =(яз.гз 40) И1 яп (гз -+ 20) + (я 3.п 20) яз.и (ьзс - 2040)7 = (яз.и 60).К 1 яз.п (ьз -Ч 20),т,е. она отстает по Фазе от МДС пер 360 овой катушки на угол 3 = 20 при2 Згтой же амплитуде.МДС третьей катушки в 1 груггпе определяется равенствомИГ = (яз.и 20 ) Ик. з.Л + (яз.и 40 )г 1И(-з. )= (язи 20) ИЭ,яз.п (ыг -) + (яз.и 40) И 1 гч,яз.и (,зг. - 60 - (,ф)= (яз.и 60 г) 1 ч1,яди (г,зг. - г,ч - гО ) ИДС первой катушки второй группыГз"- (Яз.и 60 ) Ы (-г ) =(Яз.и 60)ч1325 с 85 Общее число витков в каждой катушке группы определяется следующими числами:ЕИ = Ы вп 60;- 1 к. (вз.п 40 о + яп 20 );ЕЫ"= М к (вз.п 20 + яз.п 40),Средний коэффициент использования пазов обмоткой при этом остается вы- соким Ук вдп 60 + 2 Ык (яп 20 + вп 40 ) 3 У(ял.п 20 + яхп 40 О яп 60 + 23 (я 1 п 20 + ядп 40 о) 3 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 40 о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, сМногофазный трансформатор для целью повышения КПД и коэффициента преобразования трехфазной системы мощности, число витков разных фаз напряжений в многофаэную,содержащий первичной обмотки в катушках каждой замкнутый шихтованный внешний магии- группы убывает в одной фазе пропортопровод прямоугольной формы с раз(Ч + 1 - и) 60 фционально я 1 п и в мещенными на нем шестью группами из Чкатушек, включающих витки трехфаз- другой фазе возрастает пропорциональной первичной и многофазной вторич- (и)но вп где п = 1,2 ной обмоток, и примыкающий к нему Ччерез зубцы внутренний магнитопровод, Ч - номер катушки в группе,Составитель В.ГерихРедактор Н.Тупица Техред Н, Глущенко Корректор Л.Бескид Заказ 3118/50 Тираж 698 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ЫТ в п (м - у - 60)и т,д.Таким образом, МДС, обусловленная первичной обмоткой каждой последу 5 ющей по ходу часовой стрелки катушки, отстает от МДС предыдущей катушоки ца 20 , сохраняя ту же амплитуду. Имеет место образование восемцадцатифаэной симметричной системы МДС, 10 т.е. бегущего магнитного поля с постоянной амплитудой и скоростью движения, выраженной в зубцовых делениях. Такое равномерное бегущее магнитное поле наводит во вторичной обмот ке симметричную систему ЭДС (напряжений) даже при отсутствии больших магнитных сопротивлений на путях зубцовых потоков,В известном устройстве 1 фЛС кату шек в одной группе не имеют сдвига по фазе или этот сдвиг оказывается неравномерным при укорочении шага обмотки, неодинаковой получается их амплитуда. Равномерность по амплиту де и фазе в известном устройстве дос. тигается за счет увеличения зубцовых магнитных сопротивлений при постановке немагнитной прокладки толщиной около десятых долей миллиметра. По- ч 0 вышенное сопротивление зубцов усиливает влияние МДС соседних групп друг на друга, т,е. как бы выравнивает фазовые сдвиги и амплитуды МДС.Однако при этом происходит увеличение намагцичивающей составляющей первичного тока.Таким образом, предлагаемый закон распределения витков обмоток по пазам в сочетании с охватом катушками внешнего магнитопровода при существенном снижении толщины немагнитной прокладки между зубцами и магнитопроводом обеспечивает высокое качество преобразования энергии, т.е. симметрию вторичных ЭДС, При этом уменьшается намагничивающая составляющая тока холостого хода, вследствие чего увеличивается коэффициент мощности и, растет КПД, Уменьшение толщины цемагнитной прокладки в данной конструкции ничем принципиально не ограничивается.