Трехфазный трансформатор для питания импульсных преобразовательных агрегатов

СОЮЗ СОВЕТСНИХШЭМЛДПНЕСЦИПРЕСПУБЛИН 01 Р го ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство НРБ В 29955, кл. Н 01 Р 27/28, 1977,2, Авторское свидетельство СССР й" 1020872, кл. Н 01 Р 27/28, 1981. (54)(57) ТРЕХФАЗНЪЙ ТРАНСФОРМАТОР ЛЛЯ ПИТАНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ, содержащий стержневую магнитную систему, сетевую и вентильную обмотки, расположенные на четырех концентрах на стержнях магнитной системы, при этом сетеваяобмотка состоит из двух соединенных последовательно секций и каждая из секций сетевой обмотки расположена на отдель ном концентре, а вентильная обмотка разделена на четное число электрически не связанных частей, каждай из которых выполнена из секций, причем каждая часть вентильной обмотки расположена на двух концентрах и их секции, расположенные на одном концентре, соединены последовательно с секциями той же части, расположенными надругом концентре, при этом междуконцентрами, на которых расположенысекции вентильной обмотки, находитсяконцентр, на котором расположена покрайней мере одна секция сетевой обмотки, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью уменьшения массы и габаритов и повышения надежности путемснижения динамических осевых усилийв аварийных режимах к.з. одной изчастей вентильной обмотки, число секций каждой части вентильной обмоткичетное, причем на каждом из двухконцентров расположена половина секций каждой части этой обмотки и секции частей чередуются по высоте между собой, причем последовательностьчередования секций частей вентильнойобмотки на одном концентре обратнапоследовательности чередования секцийна другом концентре.1 1135Изобретение относится к электротехнике, а именно к трансформаторам для питания мощных преобразовательных, агрегатов, работающих в режиме импуль- . сов тока. 5Известен трехфазный трансформатор для питания импульсных преобразовательных агрегатов, содержащий сетевую и вентильную обмотки, расположенные на четырех концентрах на стержнях 1 О магнитной системы, при этом сетевая обмотка состоит из двух соединенных последовательно секций и секции сетевой обмотки расположены на внутреннем и наружном концентрах, а вентиль- ц ная обмотка разделена па четное число электрически не связанных частей, каждая из которых выполнена из секций, а каждая из частей вентильнои обмотки выполнена на отдельном концентре.Трансформатор обеспечивает хорошее ограничение тока при коротких замыканиях одной из частей вентильной обмотки1 3, 25Однако осевая составляющая поля .рассеяния в 1 аналахмежду обмотками в режиме сквозного к,з. определяется половиной м,д. с сетевой обмотки, что обусловливает появление больших радиальных электродинамических усилий при к.з. всех частей. Такая кон" струкция имеет завышенные массогабаритные показатели, Импульсные трансФорматоры обладают относительно малой величиной напряжения сквозного к.з.,35 для достижения которого их необходимо выполнять на магнитной системе, имеющей относительно большой диаметр стержней. Иассогабаритные показатели 4 импульсньи трансформаторов в основном определяются магнитной системой, так как расход меди обмоток меньше,хчем в обычных трансформаторах, иэ-за значительно больших величии плотностей тока в обмотках по сравнению с обычными трансформаторами. 117 3расположена ка отдельном концентре, а вентильная обмотка разделена на четное число электрически не связанных частей, каждая иэ которых выполнена из секций, причем каждая часть вентильной обмотки расположена на двух коицентрах, при этом между концентрами, на которых расположены секции одной обмотки, находится концеитр, на котором расположена по крайней мере одна секция другой обмотки, причем на одном из концентров вентильной обмотки расположено по одной секции каждой ее части, а на другом - остальные секции каждой из частей вентильной обмотки, секция части вентильной обмотки, расположенная на одном концентре, соединена последовательно, с секциями той же части, расположенными на другом концентре.,Известный трансформатор имеет существенно лучшие массогабаритные по" казатели, поскольку осевая составляющая индукции поля рассеяния в каналах между концентрами в опыте сквозного к.з. определяется третьей частью м.дс, сетевой обмотки. Это приводит к воэможности выполнения трансформатора на уменьшенном диаметре стержня магнитной системы. Снижение индукции приводит к соответствующему снижению радиальных электродинамических усилий в обмотках при сквозном к.з, таким образом трансформатор обладает повышенной надежностью 23.Недостатком известного трансформатора являются большие осевые элек-, тродинамические усилия, возникающие в обмотках при аварийном частичном к.з, Таким образом, трансформатор при внезапных к.з. одной из частей вентильной обмотки обладает пониженной надежностью. Для достижения заданного уровня надежности приходится снижать плотности тока в обмотках, что приводит к ухудшению массогабаритных показателей трансформатора.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является трехфазный 50 трансформатор для питания импульсных преобразовательных агрегатов, содержащий сетевую и вентильную обмотки,. расположенные на четырех концентрах на стержнях магнитной системы, при 55 этом сетевая обмотка состоит из двух соединенных последовательно секций и каждая из секций сетевой обмотки,Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов и повышение надежности путем снижения динамических осевых усилий в аварийных режимах к.з. од" ной из частей вентильной обмотки.Укаэанная цель достигается тем, что в трехфаэном трансформаторе для питания импульсных преобразовательных агрегатов, содержащем стержневую магнитную систему, сетевую и вентильную обмотки, расположенные на четырех3 . 1115 концентрах на стержнях магнитной системы, при этом сетевая обмотка состоит иэ двух соединенных последовательно секций и каждая из секций се" тевой обмотки расположена на. отдель 5 ном концентре, а вентильная обмотка разделена на четное число электрически не связанных частей, каждая из которых выполнена из секций, причем каждая часть вентильной обмотки рас" положена на двух концентрах и их секции, расположенные на одном концентре, соединены последовательно с секциями той же части, расположенными на дРугом концентре, при этом между кон центрами, на которых расположены сек" ции вентильной обмотки, находитсяконцентр, на котором расположена покрайней мере одна секция сетевой обмотки, число секций каждой части вентильной обмотки четное, причем на каждом из двух концентров расположена половина секций каждой части этой обмотки и секции частей чередуются по высоте между собой, причем последовательность чередования сек" ций частей вентильной обмотки на одном концентре обратна последовательности чередования секций на другом концентре. 30На чертеже представлена одна из фаз трехфазного трансформатора для питания импульсных агрегатов, разрезНа стержне 1 магнитной системы 3 расположены сетевая обмотка 2 ивентильная обмотка 3, размещенные на четырех концентрах 4-7. Сетевая обмотка 2 состоит из двух соединенных последовательно секций 8 и 9, 40 расположенных соответственно на концентрах 4 и 6. Вентильная обмотка 3 состоит из двух частей 10 и 11, причем часть 10 выполнена из шести секций 12-17, а часть 11 - из шести 45 секций 18-23, Секции 12-14 части 10 и секции 18-20 части 11 расположены на концентре 5, а секции 15-17 части 10 и секции 21-23 части 11 - на концентре 7. Секции 12-14 гальвани- зО чески соединены между собой и последовательно соединены с секциями 15- 17. Аналогично секции 18-20 по"ледовательно соединены с секциями 21-23Все секции вентильной обмотки разде- у лены на шесть групп 24-29. В каждой группе чередуются по высоте секции, ,принадлежащие обеим частям вентиль 117 4ной обмотки. Причем последовательность чередования секций одинакова для всех групп, расположенных на одном концентре. Так в каждой,из групп 24-26, расположенных на концентре 5, сверху расположена секция части 10, а снизу - части 11. В группах 27-29, расположенных на концентре 7, сверху расположена секци части 11а снизу " части 10. Таким образом, цоследовательность чередования секций на концентре 5 обратная по отношению к последовательности чередования секгчй на концентре 7.Недостатком предлагаемого решения является наличие отводов, расположенных в канале между концентрами 5 и 6.Однако изобретение позволяет существенно снизить осевые усилия в обмотках в режимах аварийных частичных к.з за счет чего повысить надежность трансформатора .и плотность тока в обмотках, а также улучшить массогабаритиые показатели трансформатора.Снижение осевых усилий достигается путем компенсации усилий, создаваемых всеми секциями, Так при к.з.части 10 вентильной обмотки 3 усилие, возникающее в секции 9 сетевой обмотки 2 от взаимодействия с секцией 12, компенсируется усилием от взаимодействия с секцией 17, усилие от взаимодействия с секцией 13 компенсируется усилиеы от взаимодействия с секцией 16, а усилие от взаимодействия с секцией 14 - усилием от взаимодействия с секцией 15. Аналогична компенсация усилий при к.з. части 11 вентильной обмотки 3.Для компенсации электродинамических воздействий необходимо, чтобы поперечные сечения секций каждой части располагались с центральной симметрией, причем центром симметрии является геометрический центр поперечного сечения секции сетевой обмотки, расположенной на третьем концентре, т.е, необходимо, чтобы каждой секции одной части, расположенной на одном концентре, соответствовала секция той же части, расположенная на другом концентре, и прямая линия, соединяющая центры поперечных сечений этих секций, проходила через геометрический центр поперечного сечения секции сетевой обмотки, расположенной на третьем концентре. При четном числе частей в вентильной обмотке для117 Заказ 6782/Подписное ВНИИПИтираж 68 5 1115 достижения условия о центральной симметрии необходимо чередование секций разных частей в группах, расположенных на одном концентре, проводить в обратном порядке по отношению к чере дованию секций разных частей в группах, расположенных на другом концентре,Рассмотрим компенсацию усилий на 10 примере секции сетевой обмотки, расположенной. на третьем концентре. Одновременно при частичном к.з. происходит компенсация усилий в концентрах, на которых расположены секции 15 вентильной обмотки, так на секцию 12 действует усилие от секций 8 и 9 сетевой обмотки, направленное вверх, а также усилия от секций 13-17, на" правлейные вниз. 20 Секция 8 сетевой обмотки 2 находится в значительно меньших радиальных полях рассеяния в сравнении с секциями, расположенными на других концент 25 рах, Усилия, возникающие в ней, малы и поэтому, компенсацию усилий, воздействующих на нее, не рассматриваем. ЬПрн расположении одной секции части вентильной обмотки на одном концентре, а остальных секций - на другом, кбмпенсация усилий невозможна, поэтому и усилия при такой конструкции существенно больше, чем в предлагаемой,Радиальные усилия в предлагаемой конструкции при частичных к,з. не, сколько увеличиваются в сравнении с известной, однако это увеличение мало влияет на общую стойкость обмоток, так как в этих режимах стойкость обмоток определяется в основном осевыми усилиями. Радиальные усилия определяют стойкость обмоток при аварийном сквозном к.з., а в этом режиме предлагаемая конструкция полностью идентична известной.Осевые усилия по сравнению с известным в трансформаторе типовой мощностью 80 ИВ А снижаются в аварийных режимах к.э. в 2-2,5 раза, что с учетом необходимости обеспечения радиальной стойкости в аварийных режимах сквозного и частичных к.з. позволяет увЕличить плотность тока в обмотках на 15-203. ППП "Патент",ород, ул. Проектная,