Регулируемый трансформатор с вращающимся магнитным полем

 

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ТРАНСФОРМАТОР С ВРАЩАЮиШГСЯ МАГНИТНЫМ ПОЛЕГ, содержащий составной цилиндрический шихтованный магнитопровод, имеьаций внешнюю и внутреннюьз части с пазаг-ш для обмоток переменного тока и обмотку подмагничивания-, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходного напря к ;ния и упрощения технологи - изготовления , в него введен магнитный шунт, установленный между зубцами внешней и внутренней частей магнитопровода и выполненный в виде шихтованного полого цилиндра с открытыми па§ами, расположенными на его внутренней и внешней поверхностях , в которых размещена тороидальная обмотка подмагничивания, ох.т)атывающая внешнюю и внутреннюю цилиндрические поверхности шунта, причем пазы и зубцы шунта расположены соответственно против пазов § и зубцов внешней и .внутренней частей магнитопровода.

СОЮЗ СОНЕТСХИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИХ

З(51) Н 0 1 Г 29 /14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

СИЬЛМд. Р"

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ ХОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ, 21) 3290496/24-07 (22) 20.05.81 (46) 30.01.84. Вюл. 9 4 (72) М.М.Красношапка, Г.А.Коваленко и Д.М.Красношапка (71! Институт электродинамики АН Украин ской ССР (53) 621.314.236(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 96493, кл. Н 02 К 17/30, 1951.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 124523 кл. Н 01 1 29 /14, 1958. (54)(57) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ТРАНС<ЬОРМАТЗР

С ВРАЩАЮЩИМСЯ МАГНИТНЫМ ПОЛВГ!, со— держащий составной цили1 дрический шихтованный магнитопровод, имеющий внешнюю и внутреннюю части с пазами для обмоток переменного така и обазу) ll) 1 5 A мотку подмагничивания, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирова1кия выходного напряжен11я и упрощения техНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕН11Я, В НОГО I313B ден магHHTHb)é шунт, установленный между зубцами внешне 1 I. внутренней частей в виде шихтованного полого цилиндра с oT«ðûòûIGI паз1ами, расположенными на его внутренней и внешней поверхНОстях в которых размещена тОрои дальная обмотка подмагничивания, охватывающая внешнюю и внутреннюю ( цилиндрические поверхности шунта, при 1ем пазы и зубцы шунта расположены соответственно против пазов и зубцов внешней и внутренней частей магнитопровода.

1070á15

Изобретение от !îñHòñÿ к :-электро. технике и г.,о>кс(т быть исполь зова !о

ДЛЯ СТсlс)т(ЛР! Зс»т-,ИИ ИЛИ PQT Ултт(3ОВВIПIЯ

В I(IHpo !<0!»I ДИс(l.а ЗОНЕ В ели »(И ПЫ Н а»ip 5l

ЖЕНИЯ Г(Е(3СМЕННС ГО To I(», В МЕ .ОГО:,Эст 3 ных эле ктри»«е ских цепях .

ИЗВ(ЗСТП(;. M!301 офаэтlЫСт PCI 5 JIHP"1».— мые устройства, содержащие рабочие

ОбМОTIQ. ПЕ1)(" «IQ(IEIQI" O ТОК»(!f О<)М()..i КИ

ПОДМаГНиc«FI В с1HИЯ Рс«CI ОЛО>КЕННЫQ B закрытых гтазах цилиндрического маг (эитог(ровода, Плавное регулирование величины магнитногo потока В таких устройствах, с!тепле!;кого со втори ..— кой обмоткой переменного тока осуществляется путем измекеиия магнHIНОГО C O! fp 0TH  J!()FIH5(I 3Ñ TFI ма г ПИ ТОпровода, В кот<)рой распс.(ожепиз о::— новаЯ обгто ".<а поДмаг!и ч«;зсп и Я, пРи пРОхохj(Q!(и:-l пo Обг;ÎTI<» lio«»тоЯт! НО с или f)t 11!p5(l !JI(«!i!! oL" О т01<а; 1 j °.

НЕДОСтатОК т l(PЗакКЫХ УСТРОЙ()Т:"

УЗ КИЙ т«И Е »I cL30ii т 3»ИЕ (ЕН>! и В QJ! »тт«! 5«т

IЗЫХОДНО(О П с,.ÏF) ЯЖЕ lтИЯ И 3 3 с(((1)и К Ц(Л

ПИ аЛЬ Пой !JQ»ОЗ»(ОЖ)! ОСТI(С т.эдс(ПИ5»

Эфс()ЕК (. 5(«! ОГо ((ОДМ»тт!!f !Иваlil! H а. «П(-ТОПРОВОД а В (.. П(С ВО И 00 ".OJ J»C) J! ;. (!P»! 3— ъ т . » лп ст г

Y т

-ъ 3

JIQh I 5I П О 0 1<0 (пт К „- СО:.5»цс»встСГЛс) 5«С. 10

H с»Мстг l»ИЧ!(.. с(10(ца!! (т(>! »Я 3! «»1»IH Т(ЭЛ(«((О мены(G нама гни-: и псi!;щсй силы г. с:) !31(-..— ной обмотк, и р".;:cf!!!0!»о то:<а . Кром

ТОГО От:(Р,(ЦИЯ ВЫПОЛ:- .От(И>(i-Осд!.(аг— кис(>(твающс .! Об;„;О (»ки i!i ipoò 5(жт;у ется:рудсам :- (,; :Q "i, тОО С ВРПЩВК>Ц;H(f Я Ма .";:--;. (:(,г", ((0)((3>Л т

С ОД Q Р Б а Щ" .f »3 С (а В (:, :, i.f: :. т::! . " т;,: :: . -» -. (3 Е l i! i шихтованнт". f маг ти Ln!IPQ!!GJ! с - згт;ч! т

В КОТОРЫХ Р.(этГЛ(т(Ц-.:. -. Г.Q!3BH тт атт < ТС

13иттн с«5(мпоl o!„ а:3 ffiJQ Обмо :!

МаШИН ПЕРЕ((тзп!КОЗЛ) To»< т, Г«ТП«»(» тОРОИДалт. КУ С -i()f JOT:<,c i .; а i.!! i:; «П В а-ния, охваты:-.!H!ñù J10 Внут )сн; е(3 яр. "lo маг«H TQHpn J!Qда, IIpFf Hi) с(с!3(тз т(! (я IP!: ((l! ГОп")0) Вот(:-т;3,, Ст«ЕТ ГО тиаГfii;"тн)З;(НИil В«ЧУТР НПЕ Q

5«Р(»та Cy(qQC TL!QFIF!0 И(-.Кстт. а -CH кривой потрабл -емого тока,;то приВОДИТ К » BG JI>!el Qfllf F0 iOT Е)3Ь В СТстЛИ и первичной обмоткo. Кроме тс -o,.

ЗатРУДНЕНО ГтОДДЕРжак-Ie ЛОМЫ",.:"»ЛЬЛОГО

НВПРЯжЕКИЯ: а ВЫХОДЕ П 3П МИ;1)(М(тттт— ной нагрузке. В этом случае всличина магнитно(о по о-<а трp(f(c()op? ора дол><нся бт«тт ь "IQ!! Bii!Q c (=»л при Hoi:i! f!1»!)1 iтНОЙ НаГРУЗКЕ, а СЛЕ„:отс аТЕЛт:НОт т!аДЕНИЕ ПапряжЕНИя В ЕГО ПЕРВИ.--(!Ой Qo fo.— ке при холостом хо::,,е и мини!лялькой нагрузке должно бытт, больше, "Q!»f при поминальной нагрузке. БследстВИЕ бОЛЬШОГО УВЕЛИ «Е!к((я НаМаГHiic!H=

ВаЮЩЕГО тОКа ПстЕРИ В Гт< РВИЧ! Ой обмотке и В стали трап «(b013мсттора

П Ь небольшой нагрузкс пот(ус«(ттотся болышигли, че. : при номи((ль;-той нагрузке поэтоглу (.го ?< "(,Ц и "..n= u глалы. !, (3 «3 с" пый TP»I Fic(boPFI»ITQP (1PF!,IÖè

l!HàJ11»::о (те пригодек для регулирова-! (ия тзыходнсп о напряжения более чем на . (.0 .. „. Пос кольку регулировани-:. магнитнсго по;ока ocó(öåñòâëÿåò()ÿ падекием апряжения B первичной обмотке, "казаллая конструкция петех-(олопоскольку в общих пазах магни тст(т(30 Вод а раслоложе кы пер Вич:.ая и тзторич (ая обмотки переменкогс тока и в слу f»ic; oooÿ обмотки, уложен(:!ой первой„ для ее ремонта неосход И " f C уд»с(Л Я т Ь Д р рс >«Г у 10 O (3 i»(D T!< у

Пель и зобре TQF!HEI — рас(цирен.-: е диапазона регулирования в(:ходнсгo лапря>гсния и упрощение техноло.. ии

И:3 Гототэт(Е НИ П та в (« "т) C 1 pËH J3 c»QÌO. О

Тр с)!1("(()0131 !Ë ГО(ci С В(3 а(т(а10!ц!««» ICЯ Ма Г п»»тп(,т; т и ттс)гт, У!<с) .3 с(сl! I Н51 ICЛЬ ДССТИ i с: QТ СЯ : = !»f, сl J О (-3 тэа(;C", 0,3Ма тот)С СОДЕржса(т(С (0() Гт) I»i;ii3 !J I J. H:lц»)с("-(ЕС1<ИЙ Iт(ИХ О Pi!

Fi?;iJl та г.ili топровод, имеющий вку-: 3енП!013:-т ВПЕШКЮ„; ЧаСТИ С ГаЗаМИ Д=: Я :б,,-oт»)l<:! !зем(ч Hoi. ñ тока и обмотку (одкт, 1.:1:с(>((с(птиц, между зубцагли зке(цliQé и пн i Tpoi! iic частей магкит(;.ëpoВода располо><ен магнитный (цун T „вы—

ПОЛНЕ Н !If .И В ВИДЕ (т«ИХтОВаН НОГО П:)ЛОХ О Lf HË (ПД(3»т С ОТКРЫТЫМИ II cf B»ЗМИ т 13с)С !

i of! 0»

i(й 110!)013: )0ÒJI!< В I

i!i 0 I ст ТОРQJ! J ci B!! c!5(06МОТК а I!Од(fii .. ((И

И(3 :.ПИ I ОХВаТЫ.На(0щая ВНЕ ((3«013: Вс:у"— с

pQ!i 1(1)т0 I if.! l" fiJ!1i (" ОС (HC IIOE3Qp!<НОС i È

",;;,. (т т;; т()1 «тгл .-(а т и убц(3 l ói!((I р )ci!с.тт..). (с;н: ".: OTBeтственно прот)тв

iiасo-,;! =- б(.01 опек пей и внутре-«ней . с)С(сC. c", . . .с(! :11! Т f 00 ВО i J., ог(т . 1 (;ре„-,cò "iвлек !)егуэ(и, уе К С O1 i О! (: Т() т! И . устi)QHc T J«. состоит из внешне "n

1„!(ликтй)И «ЕСКO= О Гяаг !ИТОПРОВОДа па»iа, :. Длт ;)ви".пой oбмОTI

ifÅò)Е»сQFf!!Of О !01<сЗ Мс(: F!H I!O О ШУ(( та 4 с па аг:и 3 для обмотки б подмагничи вани я:-: Внутре(31«его ц!лли(дричес:<ого маг! тИи топровода 7 с паза»,и 8 длlf ьтсричi!îé обглотки 9 перег!еннсгo тока I(co трт: составные части маг—

iIH l опос) 530да (: тнс шп яя, «(или нд1)ич . скиl . т» КТ И;:НУТ 3" т»тЯ>т ) ËOTH = Ста- .51 -!В одна в другую "аким образогл, чтобы

:i,-iç=,:и зуб!,:ы магнитногo шунта р» ñïîЛ га -. СЬ "ВОТ;«в ПаЗОВ И ЗубцОВ . ;. -!ЕШн(Й ll Вн" тг)сппсй частей маГHHтО« Do

Вода,.

li3H: (акс;; .(альном токе подмагкичиВания магнитiio(сопротивление шунта 4 ()чень Велико, поэтому поч H вс.сь магнитный поток, создаваемый то;<ами первичной обмс Ti

=О B TîpH÷i!QFI обмоткой 9 и напряжение па ее выходе имеет максимальную Величину. ГIQ !v!epc уменьшения тока подмагкичизания часть магнитного пото1070615 ка, создаваемого токами первичной обмотки проходит по шунту, поэтому величина магн.;тного потока, сцепленного со вторичной обмоткой, а также выходное напряжение уменьшают ся. Максимальная степень шунтирова- 5 ния магнитного потока. и минимальное выходное напряжение получаются при отсутствии тока подмагничивания.

Диапазон изменения величины выходного напряжения зависит от соотноше- 10 ния сечений магнитного шунта 4 и внутреннего ярма магнитопровода 7, пределов регулирования тока подмагничивания и магнитных свойств материала шунта. Поскольку основные час- )5 ти магнитопровода 1 и 7 не насыщаются при подмагничивании, форма кривой потребляемого тока трансформатора синусоидальна во всем диапазоне и, кроме того отсутствуют дополнительные потери от высших гармоник в стали внешнего и внутреннего ярем. Ток подмагничивания невелик, поэтому КПД трансформатора при подмагничивании получается довольно Вы соким.

В трансформаторе с подмагничиваемым магнитным шунтом наблюдается небольшое отношение тока короткого замыкания к номинальному току, которое не превышает 4.

Диапазон изменения величины выходного напряжения предлагаемого трансформатора сбставляет 1-4, в то время, как в устройстве-прототипе он не превышает 1-1,1. Технология изготовления проста и может быть автома- тиэирована, Обмотка переменного тока укладываются отдельно в открытых пазах внешней и внутренней частях магнитопровода наподобие обычных статорных и роторных обмоток асинхронных машин. Укладка тороидальной обмотки в открытых пазах магнитного шунта также не представляет затруднений. После раздельной укладки обмоток в трех составных частях трансформатора они плотно вставляются одна в другую таким образом, чтобы пазы и зубцы магнитного шунта расположились соответственно против пазов и зубцов внешней и внутренней частей магнитопровода.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным имеет более широкий диапазон регулирования выходного напряжения и упроценную технологию изготовления.

ВНИИПИ Заказ 11691/49

Тираж 683 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4