Трехфазный симметричный регулировочный трансформатор

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЫЬСТВУ(1,737995 Сфюэ Сфветскнх Сфцнвлнстнческнх Реслублнк(51) М. Кл. с присоединением заявки Нов Н 01 Р 29/14 Государственный комитет СССР во делам изобретений и открытий(Щ УДК 621 316 . 722 (088. 8) Дата опубликования описания 0306,80 лБ,й, Троицкий, й.г. Белый, Д.й, йерыйи,кВ,А. Нагайцевй Н,Е, Кйяткин, В.М, БоГданов ".,., " .-йи Н.Д. ОрдухановсОрдена Ленина и ордена Трудового Красного Знамениинститут электросварки им. Е.О, Патона(54) ТРЕХФАЗНЫЙ СИММЕТРИЧНЫЙ РЕГУЛИРОВОЧЙЫЙ ТРАНСФОРМАТОР30Изобретение относится к области электротехники, а именно к регуляторам-стабилизаторам напряжения и тока, и может быть использовано в сварочных выпрямителях и в других ис" точниках питания, где требуется плавное регулирование напряжения.Известен трехфазный симметричный регулируемый трансформатор, содер О жащий стержни, расположенные под углом 120 сз друг к другу, обмотки .на каждом стержне, одно неуправляемое ярмо и два управляемых ярма с обмотками УпРавлениЯ 1). ЯРма тРансз форматора выполнены в виде многоугольника, замыкаюшегося вне стержней, Первичная и нерегулировочная части вторичной обмотки такого трансформатора расположены в нижнем окне, образованном неуправляемым и управляемым ярмами. Регулировочная часть вторичной обмотки расположена ,в верхнем окне, образованном управляемыми ярмами, 25Из-за четных агармоник, вызванных двойным намагничиванием управляемого ярма (постоянным и переменным ймагнитными полями) известная конструкция трехфазного симметричного-регулируемого магнитной коммутациейтрансформатора имеет значительныйкоэффициент нелинейных искаженийвыходного напряжения и потребляемого тока,Известна также конструкция трехфазного симметричного регулируемогомагнитной коммутацией трансформатора, у которого сердечники управляемых ярм, выполненных в виде многоугольника,Расщеплены, а на каждойрасцепленной части расположены катушки обмоток подмагничивания, соединенные так, что магнитные поля,создаваемые постоянным током в расщепленных частях, направлены встречно 2),Коэффициент нелинейных искаженийтакого трансформатора небольшой, однако этот трансформатор, осббеннопри максимальном выходном напряжении в, диапазоне регулирования, т.е.при насЬпценном среднем ярМе, обладает большим индуктивным сопротивлением короткого заьыкания, Вызваноэто тем, что расстояние между первичной обмоткой и регулировочной частьювторичнбй обмотки достаточно великои равно сумме двух высот сердечникарасщепленной части управляемого ярма и четырех толщин катушки обьоткиподмагничивания.Повышенное индуктивное сопротивление трансформатора увеличивает наклонвнешних характеристик трансформато,Ра что приводит к увеличению массыи габаритов трансформатора при обеспечении требуемого диапазона плавного регулированияЦелью настоящего изобретения является снижение массы и габаритов трансформатора с магнитной коммутацией,Поставленная цель достигается тем,что первичная и нерегулировочная частьвторичной обмотки расположены насредней части стержней, по обе стороны указанных обмоток расположенопо два ярма с обмотками управления,регулировочная часть вторичной обмотки разделена на две последователь-,но соединенных секции, каждая иэ 2 Окоторых размещена между ярмами, находящимися с одной стороны первичной обмотки, обмотки управления двухсредних и двух крайних ярм соединеныпоследовательно, причем конец обмотки управления одного ярма соединенс началом обмотки управления второго ярма.Сущность изобретения поясняетсячертежами, где на фиг. 1 показанаконструкция предлагаемого трансформатора с магнитной коммутацией; нафиг. 2 - вид сверху; на Фиг. 3принципиальная схема соединения обюток предлагаемого трансформатора,Магнитопровод трансформатора содержит три стержня 1, расположенныхпод углом 120 друг относительнодруга и четыре управляемых ярма 2,3, 4, 5, ныполненных и виде шихтованного многоугольника (шестиугольника), стыкованного со стержнями.На каждом ярме расположено по трикатушки б обмоток подмагничинания двух крайних ярм 2 и 5 и три катушки 7 обмоток подмагничивания двух сред-них ярм 3 и 4 . На средней части - каждогО стержня,расположена первичная обмотка 8 и нерегулируемаячасть витков 9 вторичной обмотки,Регулироночная частьвторичной обмотки разделена на две катушки 10 и11 с равным количеством витков. Катушка 10 расположена на стержне между .двумя управляемыми ярмами 2 и 3,а вторая катушка 11 - между ярмами4 и 5. Обе катушки 10 и 11 регуливочной части вторичной обмотки соединеныпоследовательно-согласно попеременному магнитному потоку холостого хода с нерегулируемой частью 9 вторичной обмотки. Регулировочная р) часть витков в зависимости от задан ного диапазона регулирования может составлять 40-60 и более процентов от общего количества витков вторичной обмотки. При необходимости глу- д 1бокого, плавного, беэ переключенийрегулирования напряжения, регулировочная часть витков может составлять100 при этом нерегулируемая частьвйткон отсутствует.Катушки б, 7 обмоток подмагничивания каждого управляемого ярма сое-,динены последовательно-согласно, Благодаря симметричной системе при таком соединении катушек результирую-щая ЭДС от переменного потока на об-.мотке подмагничивания равна нулю, атакже исключаются нечетные гармонические составляющие. Обмотки подмагничинания двух крайних ярм 2, 5 идвух средних 3, 4 соединены междусобой последовательно-согласно по потоку, создаваемому постоянным током(фиг, 3) .Так как расстояние между первичнойобмоткой 8 и катушками 10, 11 вторичной обмотки предлагаемой конструкции трансформатора невелико, то индуктивное сопротивление его значительно меньше по сравнению с известной конструкцией, Следовательно, наклон внешних характеристик меньше.ТрансФорматор с магнитной коммутацией предлагаемой конструкции работает следующим образом,При подключении напряжения к первичной обмотке, которая, как и вторичная обмотка, может быть соединена в звезду или треугольник,создается переменный магнитный поток холостого хода, который практически ранномерно распределяется поярмам, На выходе трансформатора будет эаданное среднее значение напря-жения. При насыщенном подмагничинанием состоянии двух крайних ярм 2 и 5 переменный магнитный поток иэ них будет вытеснен и з.амыкается по двум средним ярмам 3 и 4. Потокосцепление регулироночной части витков двух катушек 10 и 11 .вторичной обмотки отсутствует, на выходе трансформатора будет минимальное напряжение, соответствующее виткам нерегулируемой части вторичной обмотки.При насыщенном состоянии двух средних ярм 3 и 4 переменный магнитный поток замыкается по двум крайним ярмам 2 к 5. Потокосцепление регулировочной части витков двух катушек 10 и 11 максимально. В них наводится ЭДС. Напряжение на выходе трансформатора при этом будет максимальное и равно сумме напряжений, наводимых в витках нерегулируе мой части и в витках катушек 10 и 11 регулировочной части вторичной обмотки.Дифференциальным или раздечьным подмагничиванием, изменяя степень насыщения двух пар ярм 2 и 5, 3 и 4, обеспечивается плавное, амплитуд- .737995 ное регулирование напряжения на выходе трансформатора.Так как в предлагаемой конструкции трансформатора катушки 6 н 7 обмотки подмагничивания пар управляемых ярм 2 и 5, 3 и 4 соединены так, что магнитные потоки от постоянного тока направлены в одну сторону, а в каждый момент времени переменный магнитный поток в этих парах ярм на,правлен в разные стороны, то при ,двойном намагничивании ярм как на холостом ходу, так и под нагрузкой в выходном напряжении исключаются четные гармонические составляюшие. Коэффициент нелинейных искажений такого трансформатора незначительный., 15Трансформатор предлагаемой конструкции может быть выполнен по автотрансформаторной схеме. Предложенный трехфазйый симметричный трансформатор обеспечивает амплитудное регули рование выходного напряжения, его синусоидальную форму кривой, расширение диапазона плавного регулирования и уменьшение индуктивного сопро-, тивления, что, в свою очередь, поэво ляет сократить количество ступеней электрической коммутации или вовсе их исключить, а следовательно, сократить количество .коммутируюшей аппаратуры и упростить схему для ее управления, т.е. уменьшить массу и габариты трансформатора. 2, Авторское свидетельство СССР359 597013, кл. Н 01 Р 29/14, 1973. Формула изобретенияТрехфазный симметричный регулировочный трансформатор, содержащий пространственный магнитопровод ссимметрично расположенными стержнями, управляемый ярмами-, - выполйеннй "ми в виде многоугольника, первичнуюобмотку, вторичную обмотку, содержашую нерегулировочную и регулировочную последовательно и согласно.соединенные части, и обмотки управления, расположенные на ярмах, о т.л и ч аюши йс я тем,.что, сцелью снижения массы и габаритов,первичная и нерегулировочная частьвторичной обмотки расположены насредней части стержней, по обе стороны указанных обмоток расположено подва ярма с обмотками управления,регулировочная часть вторичной обмотки разделена на две последовательно соединенные секции каждая изкоторых размешена между ярмами, находяшимися с одной стороны первичной обмотки, обмотки управления двуХсредних и двух крайних ярм соединеныпоследовательно, причем конец обмотки управления одного ярма соединенс началом обмотки управления второго ярма. Источники информации,принятые во внимание при экспеРтизе