Управляемый трансформатор

ОП ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 29.02.80 (21) с присоединением заявки- (23) Приоритет -89402/24-07 арственный комнтет публиковано 30,10.81. Бюллетень40 о делам нэобретеннй к открытий(5 ного трансформатора я сложность его магустройства яв. использования 3Изобретение относится к электротехнике, Фв частности к электроиндукционным аппаратам с питанием от трехфазной сети перемен ного тока и регулированием с помощью подмагничивания постоянным током, и может. быть использовано в стабилизированных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), аппаратуры проводной связи, а также в электроустановках общепромышленного применения и электроприводе постоянного тока.Известен трансформатор, регулируемый подмагничиванием шунтом, Управляемый трансформатор выполнен на составном трех- плоскостном магнитопроводе и содержит главный магнитопровод и добавочный (шунт) из двух оди на ковы х трехстержневых магнитопроводов, расположенных параллельно друг другу и соединенных шестью магнитными перемычками, Разные первичные обмотки переменного тока охватывают каждый стержень главного магнитопровода, вторичные обмотки переменного тока охватывают каждый стержень главного магнитопровода 20 и каждый стержень шунта, Обмотки управления постоянного тока размещены на стержнях шунта 1. Недостатком известявляется конструктивнанитной системы.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является управляемый трансформатор, выполненный на магнитной системе, образованной сочленением двух С-образных магнитопроводов таким образом, что плоскости окон магнитопроводов располагаются взаимно ортогонально. На одном С-образном магнитопроводе размещены первичная и вторичная обмотка переменного тока, на другом - обмотка управления постоянного тока, Последовательно с первичной обмоткой трансформатора включен конденсатор. Регулирование выходного напряжения устройства осуществляется за счет изменения магнитной проницаемости материала магнитопровода при подмагничивании постоянным током. При этом происходит изменение индуктивного сопротивления трансформатора и приложенное напряжение сети перераспределяется между первичной обмоткой и последовательным, конденсатором 121.Недостатком известноголяется низкий коэффициент3активных материалов при объединении однофазных трансформаторов в трехфазнуюсистему.Цель изобретения - повышение коэффициента использования активных материа-.лов управляемого трансформатора.Поставленная цель достигается тем, чтов управляемом трансформаторе, содержащем первичную и вторичную обмотки переменного тока, обмотку управления постояниого тока, размещенные на магнитной системе, выполненной сочленением двух магнитопроводов, плоскости окон которых взаимноортогональны, причем обмотка управленияразме 1 цена на одном С-образном магнитопроводе, а первичная обмотка, последова.тельно которой к каждому выводу подключен конденсатор, и вторичная обмотка размещены ца втором магцитопроводе, магнитопровод, на котором размещены обмоткипеременного тока, выполнен Е-образной формы с двумя крайними и средними стержнями, к торцовым поверхностям которых примыкает упомянутый С-образный магнитопровод, при этом первичная и вторичная обмотки выполнены каждая из двух частей,размещены на крайних стержнях Е-образного магцитопровода и части первичной обмотки соединены в Т-образную схему.Кроме того, магцитопровод Е-образнойформы выполнен из двух С-образных магцитопроводов таким образом, что среднийстержень Е-образного магнитопровода образован двумя стержнями примыкающихдруг к другу С-образных магнитопроводов.Магнитопровод Е-образной формы выполнен плоскошихтованным,На фиг. 1 изображен предпагаемый управляемый.трансформатор, общий вид; нафиг. 2 - магнитная система управляемоготрансформатора ца витых С-образных магцитопроводах; на фиг. 3 - магнитная система управляемого трансформатора с плоскошихтованным Е-образным магнитопроводом; на фиг. 4 - электрическая принципиальная схема управляемого трансформатора; на фиг. 5 - векторная диаграмма первичных ЭДС управляемого трансформатора; на фиг, 6 - векторная диаграмма вторичных ЭДС управляемого трансформатора;ца фиг. 7 - зависимость возвратной магнитной проницаемости материала магнитопровода от напряженности постоянного магнитного поля.Управляемый трансформатор содержит. первичную 1 и 2 и вторичную 3 и 4 обмотки переменного тока, обмотку 5 управленияпостоянного тока, размещенные на магнитной системе, выполненной сочленением двухмагнцтопроводов 6 и 7, плоскости окон которых взаимно ортогональны, причем обмоткауправления размещена на С-образном магцитопроводе 7, а первичная обмотка, последовательно которой к каждому выводу подключены конденсаторы 810, со вторичной 4обмоткой размещены ца Е-образцом магцитопроводе.Магнитопровод 6, на котором размещеныобмотки- 4 переменного тока, вьполцец Е-образной формы с двумя крайцими и сред ними стержнями, к торцовым поверхностямкоторых примыкает С-образный магнитопровод 7. Первичная 1, 2 и. вторичная 3,.4 обмотки выполнены каждая из двух частей, размсцены на крайних стержнях Е-образного магнитопровода 6, и части первичной обмотки 1 и 2 соединены в Т-образную схему. Магнитопровод Е-образной формы выполнен из двух С-образных магнитопроволов 6 таким образом, что средний стержень Е-образногомагнитопровода образован двумя стержнями примыкающих друг к другу С-образных магнитопроводов (фиг, 2).Работа управляемого трансформаторапоясняется электрической принципиальной схемой. (фиг. 4) и векторными диаграмма ми ЭДС (фиг. 5 и 6).На фиг. 4 части первичной обмотки 1и 2, соединенные в Т-образную схему (схему Скотта), подключены к трехфазной сети переменного тока через конденсаторы 8 - О. Как видно из векторной диаграммы, ЭДС частей первичной обмотки 1 и 2 (Ц 1) и Цц ца фиг. 5 сдвинуты относительно друг друга на 90. При этом магнитные потоки, создаваемые частями 1 и 2 первичной обмотки замыкаются по отдельным магнитным коц з 0 турам через магнитопровод 7 и индуктир 1 ют в частях вторичной обмотки 3 .и 4 ЭДС.И и Ц соответственно сдвинуты на 90 (фиг. 6). Это позволяет использовать управляемый трансформатор с преобразователем 11 переменного напряжения в постоянное, выполненным, например, по четырехфазной лучевой схеме (фиг. 4).Исходя из векторной диаграммы (фиг. 5)для обеспечения равенства ЭДС вторичной обмотки 1 и 1.0) необходимо выполнение условия40АСТР. 1- 3О)Ктр 2.Ф Ягде 1 тр.1-з =, - коэффициент трансформазции между обмотками 1 45 М/ди 3;Итр,е- = -- коэффициент трансформации между обмотками 2 и 4.При отсутствии тока управления и включенных первичных обмотках в сеть перемен ного тока для каждой фазы управляемоготрансформатора можно записать, пренебрегая активным сопротивлением обмотокХь = 1. ыиндуктивное сопротивлениефазы трансформатора;в = 2 в 1круговая частота тока сети.Из (2) следует, что распрелеление палений напряжений в первичной цепи зависит от величины емкости конденсатора и индуктивности трансформатора, при этом падение напряжения на первичных обмотках трансформатора через коэффициент трансформации опрелеляет выходное напряжение транс. форматора.При появлении тока управления в магнитной системе трансформатора появляется пос. тоянный магнитный поток, который замыкается через магнитопровод 6, т. е, проходит по участкам пути, обидим как для переменного магнитного потока, так и для постоянного. При этом происходит изменение возвратной магнитной проницаемости матерна. ла магнитопровода независимо от полярности тока управления (фиг, ).Таким образом, при изменении тока управления происходит изменение индуктивности управляемого трансформатора, что при условии Цети = сопз 1 приводит к изменению тока 1 и, соответственно, перераспределению падений напряжений на конденсаторе и обмотках управляемого трансформатора.Формула изобретения1. Управляемый трансформатор, содержащий первичную и вторичную обмотки переменного тока, обмотку управления постоянного тока, размещенные на магнитной сис теме, выполненной сочленением двух магнитопроводов, плоскости окон которых взаимно ортогональны, причем обмотка управления размещена на одном С-образном маг.нитопроводе, а первичная обмотка, последо.вательно которой к каждому выводу подключен конденсатор, и вторичная обмоткаразмещены на втором магнитопроводе, отли.чающийся тем, что, с целью повышения коэффициента использования активных материалов, магнитопровод, на котором разме.щены обмотки переменного тока, выполненЕ-образной формы с двумя крайними и сред 10 ними стержнями, к торцовым поверхностямкоторых примыкает упомянутый С-образныймагнитопровод, при этом первичная и вто.ричная обмотки выполнены каждая из двухчастей, размещены на крайних стержнях15Е-образного магнитопровода и части первичной обмотки соединены в Т-образную схему.2. Трансформатор, по п. 1, отличающий.ся тем, что магнитопровод Е-образной фор.мы выполнен из двух С-образных магнито 20 проводов, причем средний стержень Е-образного магнитопровода образован двумя стерж.нями примыкающих друг к другу С-образ.ных магнитопроводов.3. Трансформатор по п. 1, отличающийсятем, что магнитопровод Е-образиой формывыполнен плоскошихтованным.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бамдас А. М., Шапиро С, В. Стабили.заторы с подмагниченными трансформаторами. М.-Л., Энергия, 1965, с. 23, рнс. 2 - 5.2. Задерей Г. П. Устройства питания наоснове многофрикционных электронно-магнитных трансформаторов. - Электроннаяпромышленность, 1979, вып. 7(79), с. 15,рис. 2.В,Ии йкас СоставительТехред А БТираж 787ВНИИПИ Государственнопо делам изобретен113035, Москва, Ж - 35, Рилиад ППН Патент, г. Уж Костя Редактор Е. ПапиЗаказ 96277 Я го ко й и аушск город КорректорПодписноеитета СССРоткрытийи наб., д. 4/5ул. Проектная, 4