Трехфазное регулируемое трансформаторное устройство (его варианты)

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик е 951427(22) Заявлено 29.12,80 (21) 3224855/24-07с присоелинением заявки Лфао делам изобретений и открытий(54) ТРЕХФАЗНОЕ РЕГУЛИРУЕМОЕ ТРАН УСТРОЙ СТ ВО ( Е ГО ВА РИА НТЬ фОРМАТОРНОЕ)а,. .1Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроиндукционным аппаратам с питанием от трехфаэной сети пе ременного тока и регулированием с помощью подмагничивания постояннымтоком.Предлагаемое изобретение может быть5 использовано в регулируемых и стабилизированных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры ( РЭА), аппаратуры проводной связи и вычислительной техники, а также в регулируемых электроустановках общепромышленного применеййя.Известны трехфвзные трансформаторы, регулируемые подмагничиввнием шунтов (ТРПШ). Этот ТРПШ выполнен на состав-, ной двухплоскостной магнитной системе, содержащей одинаковые главный и добавочный (щунт) магнитопроводы, в виде трехстержиевых магнитопроводов, расположенных параллельно друг другу и соедио ненных шестью магнитными перемычками. Каждая первичная обмотка переменного тока охватывает один стержень главного магнитопровода, а каждая вторичная обмотка переменного тока охватывает один стержень главного магнитопровода и один стержень шунта. Обмотки управления постоянного тока размещены на стержнях шунта 1 .Недостатком такого ТРПШ является конструктивная сложность пространственной магнитной системы.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является регулируемый подмагничиввнием трехфазный трансформатор, выполненный на плоскостной магнитной системе в виде двух трехфаэных магнитопроводов, имеющих общее ярмо и две последовательно включенные системы первичных и вторичных обмоток с различными коэффициентами трасформации для перераспределения напряжений между ними в процессе регулирои ния, причем каждый из стержней магнитной системы подразделен на две параллельные части, на которых размещены обмотки управления, подмагничивающие объем стали внутри обмоток переменного тока и вклю ченныс встречно для компенсации наводимых в них ЭДС основной частоты 1 2 1 .Недостатком его является конструктивная сложность и сравнительно низкий коэффициент использования активных материалов трансформатора,1 Лель изобретения - упрощение конструкции и повьппение коэфициента исполь-.зования активных материалов трансформатора.1 ОПоставленная цель достигается тем,что в трехфеэном регулируемом трансформаторе, содержащем две идентичныетрехфазные магнитные системы, на которых размещены первичные и вторичныеобмотки, каждая из магнитных систем выполнена в виде группы однофазных магнитопроводов., первичные обмотки которыхсоединены в звезду и подсоединены параллельно к трехфазной питающей сетичерез дополнительно введенные конденсаторы, при этом соответствующие нулевыеточки соединения первичных обмоток являются входами регулируемого трачсформаторв, предназначенными для подключения д 5источника тока управления.В другом варианте трехфазного регулируемого трансформатора каждая из магнитных систем выполнена в виде группыоднофазных мегнитопроводов, первичныеобмотки которых соединены, например, взвезду и подсоединены к трехфазной питающей сети через дополнительно введенные конденсаторы, е вторичные обмоткикаждой группы соединены в звезду и па 35раллельно подключены к трехфазному выходу трансформатора, при этом соответствующие нулевые точки соединения вторичных обмоток являются входами регулируемого трансформатора, предназначенными40дпя подключения источника тока управления,На фиг, 1 изобрежена электоическаясхема трехфазного регулируемого трансформаторе; не фиг. 2 - электрическая45схеме другого варианта трехфазного регулируемого трансформатора.Трехфазный регулируемый трансформатор не фп". 1 содержит две идентичныетрехфазные магнитные системы, на которых размещены первичные и вторичные50обмотки. Каждая из магнитных систем выполнена в виде г руппы однофаэных магнитопроводов 1, 2, 3 и 4, 5, 6. Г 1 ервичные обмотки 7. 8, 9 и ЛО,:1.1, 12 каждойгруппы соединены в звезду и подсоединены параллельно к питаошей трехфаэнойсети чере-: последовательно включенныеконденсатор 4 13, 14 и 15. При этом соответствующие нулевые точки соединения первичных обмоток 7, 8, 9 и 10, 11,12 являются входами 16 и 17 регулируемого трансформатора, предназначеннымидля подключения источника тока управления,1 оебота трехфазного регулируемоготрансформатора по изобретению осуществляется следующим образом,Напряжение каждой фазы питающей сети распределяется между падением напряжения нв последовательном конденсатореи напряжением на двух параллельных первичных обмотках трансформатора, При изменении магнитной проницаемости мвгнитопровода вследствие подмагничиванияизменяется индуктивное сопротивлениетрансформатора, что приводит к перераспределению напряжения на последовательно включенных конденсаторах и первичныхобмотках трансформатора. Возвратная магнитная проницаемость материала магнитопровода В нелинейно падает с увеливовчением напряженности магнитного поля Нпостояннто тока и не зависит от направления магнитного потока. Таким образом,при появлении тока управления происходит нелинейное изменение напряжения напервичных обмотках трансформатора и, сучетом коэффиэиентв трансформации, напряжение вторичных обмоток трансформатора,Ток управления 10 разветвляется пообмоткам переменного тока, и по каждойпервичной обмотке трансформатора протекает ток 10 /3, создавая в каждоммагнитопроводе напряженность Н = -фи/.ЭПри этом появление на зажимах 16 и 17переменной ЭДС обуславливается тольконесимметрией мегнитопроводок и нагрузкой на вторичных обмотках трансформатора. Поэтому наиболее целесообразнымшзляется использование на выходе трехфазного регулируемого трансформаторасимметричной нагрузки, например, двенадцатифаэного преобразователя 18 переменного напряжения в постоянное посхеме соединения вторичных обмоток 19,20, 21 и 22, 23, 24 в неполный треугольник 15 - влево, 15 - вправо. Ото оношецие полито числа витков каждойвторичной обмотки к числу витков отначала обмотки до ответвления должнобыть равно 2,73. Ответвления вторичныхобмоток 19, 20, 21 трехфазной группысоединяются в треугольник в прямом порядке чередования фаз, е ответвления вторичных обмоток 22, 23 и 24 другой трехфазной группы - в обратном,Практически при использовании приведенной схемы преобразоватепя переменная ЭДС на входах трансформатора для подключения источника тока управления не превышает 2 - 3 В в макете стабили зированного источника питания 27 В, 20 А при трехфазной питающей сети 220 В, 400 Гц, что является безопасным для элементов источника тока управления.ОВторой вариант выполнения регулируемого трансформатора на фиг, 2 содержит две идентичные магнитные системы, на которых размещены первичные и вторичные обмотки. Каждая магнитная система 5 выполнена в виде группы однофазных магнитопроводов 25,26, 27 и 28, 29, 30. Первичные обмотки 31, 32, 33 и 34, 35, 36 в каждой группе соединены в звезду и подсоединены к трехфазной питающей 20 сети через последовательно включенные конденсаторы 37, 38, 39. Вторичные об-. мотки 40, 41, 42 и 43, 44, 45 в каждой группе соединены в звезду и параллельно подключены к трехфазному выходу 25 трансформатора, при этом, нулевые точки соединения вторичных обмоток 40, 41, 42 и 43, 44, 45 являются входами 46 и 47 регулируемого трансформатора, предназначенными для подключения источника тока управления.Работа трехфазного регулируемого трансформатора на фиг. 2 полностью аналогична работе трехфазного регулируемого трансформатора на фиг, 1. При этом напряжен-з35 ность постоянного магнитного потока в каждом магнитопроводе, создаваемая потоком управления, определяется как Н = 2 Ы дПрименение того или иного вариантов трехфазного регулируемого трансформатора 40 зависит от конкретной схемы устройства, в частности регулируемый трансформатор по фиг. 1 позволяет использовать двенадцатифазный преобразователь переменного напряжения в постоянное, но требует применения источника тока управления, имею. щего электрическую (трансформаторную) развязку выходной и питающей цепей, во избежание образования коротких замыканий первичных обмоток.Заполнение плошади окон магнитопроводов регулируемого трансформатора более полное за счет того, что функции обмоток переменного тока и обмоток управления постоянного тока совмещены.55Экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения обеспечивается эа счет снижения расхода активных материалов с учетом потребности в источниках питания различных предприятий,формула изобретения1. Трехфазное регулируемое трансформаторное устройство, с"держащее две идентичные трехфазные магнитные системы,на которых размещены первичные и вторичныеобмотки, отличаюшеес ятем, что, с целью повышения коэффициента использования активных материалов,трансформатор снабжен конденсаторами,каждая из указанных трехфазных магнитных систем выполнена в виде группы однофазных магнитопроводов, первичные обмотки которых соединены в звезду и подсоединены параллельно к трехфазной питающей сети через конденсаторы, при этомсоответствующие нулевые точки соединения первичных обмоток являются входамирегулируемого трансформатора, предназначенными для подключения источника токауправления,2. Трехфазное регулируемое трансформаторное устройство, содержащее две идентичные трехфазные магнитные системы,на которых размещены первичные и вторичные обмотки, о т л и ч а ю ш е е с ятем, что, с целью повышения коэффициента использования активных материалов,трансформатор снабжен конденсаторами,каждая из указанных трехфазных магнитных систем выполнена в виде группы однофазных магнитопроводов, первичные обмотки которых соединены, например, взвезду и подключены к трехфазной питающей сети через конденсаторы, а вторичныеобмотки каждой группы соединены в звезду и подсоединены параллельно к трехфаэному выходу трансформатора, при этомсоответствующие нулевые точки соединения вторичных обмоток являются входамирегулируемого трансформатора, предназначенными для подключения источника токауправления,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Бамдас А, М., Шапиро С. В.951427 л яг ю Якимецс Корректор Ю, Макаренк оставите ехред М,едактор С, Запесочный Заказ. 5960/6 Тираж 76 1 ИИПИ Государственного комитета по делам изоберетений и открытий 035, Москва, Ж, Раушская набодп иск оССР д иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4