Многофазный трансформатор

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в трансформаторах, преобразующих трехфазную систему напряжения в многофазную . Цель изобретения состоит в повьпиении 1ШД и коэффициента мощности. Устройство содержит замкнутый шихтованный внешний магнитопровод 1,кото в / рый через тонкую лаковую пленку на зубцах 2 примыкает к шшcтoвaннo fy внутреннему магнитопроводу 3. Внешний магнитопровод охвачен катушками 4, которые разбиты на шесть групп по q катушек в каждой.Число витков первичной обмотки в катушках, принадлежащих одной фазе, при переходе от одной катушки к другой в группе убывает по закону синуса sin бО (q 1 - n)/q ,а число витков первичной обмотки, принадлежащих дру- . 1 ой фазе, возрастает по закону sin 60° (n-1)/q. Предложенный эакон распределения витков обмоток обеспечивает высокое качество преобразования энергии, т.е. симметрию вторичных ЭДС.При этом уменьшается намагничивающая составляющая тока хо лостого хода, вследствие чего увеличивается коэффициент мощности и возрастает КПД. 1 ил. « С ® (Л со to СП СП 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 01 Р 33/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ":

Й АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (54) МНОГОФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР (21) 3998038/24-07 (22) 27. 12.85 (46) 23.07.87 ° Бюл. Ф 27 (72) Н.Н.Левин, Н.Г.Поршин, В.Д,Смирнов и А.В.Якушков (53) 621.314..254.8(088.8) (56) Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины. — M. Энергия, 1980, с.464 и 465.

Авторское свидетельство СССР

Р 1125665, кл. EI 01 Р 33/02, 1982. (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в трансформаторах, преобразующих трехфазную систему напряжения в многофазную. Цель изобретения состоит в повышении КПД и коэффициента мощности.

Устройство содержит замкнутый шихтованный внешний магнитопровод i,êîòo„„SU 1325585 А 1 рый через тонкую лаковую пленку на зубцах 2 примыкает к шихтованному внутреннему магнитопроводу 3. Внешний магнитопровод охвачен катушками

4, которые разбиты на шесть групп по о катушек в каждой. Число витков первичной обмотки в катушках, принадлежащих одной фазе, при переходе от одной катушки к другой в группе убывает по закону синуса э п (60

> (q + 1 — n)/q),à число витков первичной обмотки, принадлежащих дру- . гой фазе, возрастает по закону

sin t 60 (и-1) /q ). Предложенный закон распределения витков обмоток обеспечивает высокое качество преобразования энергии, т.е. симметрию вторичных ЭДС.При этом уменьшается намагничивающая составляющая тока холостого кода, вследствие чего увеличивается коэффициент мощности и возрастает КПД. 1 ил.

132558 з

Изобретение относится к «л»ктротехнике,а именно к трансформаторам, преобразующим трехфазг ую систему напряжений а многофазную.

Цель изобретения — повьипег«и» КПД и коэффициента мощности.

На чертеже представлен многофазный трансформатор.

Трансформатор содержит замкнутый шихтованный внешний магнитопровод 1, который через тонкую лаковую пленку на зубцах 2 примыкает к шихтованному внутреннему магнитопроводу З.Внешний магнитопровод охвачен катушками 4, содержащими витки первичной 5, 6, 7 (А, В, С) и вторичной 8,9 (а, b) обмоток. Первичная 5, 6, 7 обмотка—

15 трехфазная, вторичная 8, 9 — многофаэная.

В конструкции, представленной на чертеже, число пазов„ расположенных между зубцами 2, выбрано равным 18, т.е. из расчета размещения в них

25 девятифаэной вторичной обмотки, которая показана заштрихспзанной. Первичная обмотка 5, 6, 7 условно показана для фазы А (5) незачерненными квадратиками, для фазы С (7) — наполовину зачерненными, для фазы В (6) полностью зачерненными. Размеры квадратиков выбраны примерно соответствующими числу витков данной фазы в раСсматриваемом пазу. Все катушки

4 разбиты на шесть групп по г) кату- 35

; шек в каждой. В данном случае в группу включено три катушки (q =3), имеющие убывающий характер числа гзитков, принадлежащих одной фазе, и возрастающий характер для другой фазы первичной обмотки, при переходе от одной катушки к другой. На чертеже показано соединение витков в фазах первичной и вторичной обмоток (для фаз А-Х, а-х, Ь-у) полностью, для фаз В, С вЂ” сокращенно. Соединения остальных фаз выполняются аналогично.

Число витков первичной обмотки в катушке, принадлежащих одной фазе,при переходе от одной катушки к другой в группе убывает по закону синуса, о и,+1-п о 4-п т.е. sin (60 . ? =sin (60, )>

q 3 а принадлежащих другой (смежной) фазе,. возрастает по закону 55 о и-1 о и--1

sin (60 — ? = sin (60 — —,. ) . Т .к, г) например, длл приведенной конструкции в i «рупп» число витк«в ф.-ч «н Л в катушках при ггви>..;»нии «т одной к друг ои (и — 1 2, 3) по ходу часов«и стрелки убыла»т: в = 1; V„ = г1 sin 60 с и = 2; Ы =,, . эьп 40

n = 3; hз = И< sin 20, гд» И вЂ” базовое число витков в каК тушке, определяемое расчетом трансформатора. При этом в этих ж» пазах (катушках) содержатся витки, принадлежащие фазе С, но число их в катушке при переходе от паза к пазу воэрастает, т.е. для и = 1; Ы, = ))и sin 0 = 0; и 2 ) V sin 20

n = 3; V = V sin 40

Далее по ходу часовой стрелки идет II группа, где размещаются витки фазы С и В и т.д. (остальные груп-, пы не обозначены).

Трансформатор работает следующим образом.

При подаче на первичную обмотку трехфазного напряжения она создает многофазную,в данном случае,восемнадцатифаэную (удвоенное число фаз вторичной обмотки) симметричную систему

МДС. Покажем образование именно такой системы.

МДС первой катушки в I группе определяется равенстгзокг

F = (sin 60 ) ° И„ Т sin (ut-v) .

МДС второ= катушки в этой группе определяется равенством

F(f )— - (sin 40 ) ° 1« il + (в1п 20 ) «") g„(-i )=(sin 40 ) )г,.I„sin (»t—

-M)+(sin 20 ) . 1,) -T..sin (yt — 60

1« Т ((sin 40о) зз и (ь«1- — 20 - +

+ 20 ) + (sin 20 ) sin ((й — 20

40 )7 = (sin 60 )-1 Т sin (vt

20 ), т.е. она отстает по фазе от МДС пер360 о вой катушки на угол = 20 при

23) той же амплитуде.МДС третьей катушки в I группе определяется равенством

tll

F = (sin 20 ) )iq i + (sin 40 )ч

t?. l чИ„(-з )= (sin 20 ) M„-Э„,» sin (»t — tr ) + (sin 40 ) . И,»

° sin (ut — 60 — q ? = (sin 60 ) ° ) „ч хТ,„sin (»г: — y — 10 ) .

ИДС первой катушки второй группы

Г<;,1"- (sin 60 ) Ы (-i ) =(sin 60)ч

1325585

Общее число витков в каждой катушке группы определяется следующими числами: W = W sin 60

5M = W„. (sin 40 + sin 20 );

;Е.W = W к (sin 20 + sin 40 ) .

Средний коэффициент использования пазов обмоткой при этом остается высоким ук. sin 60o + 2 . 1 „(sin 20 + sin 40 ) 3 W„(sin 20 + sin 40 я п 60 + 2 0 96

3 (я п 200 + sin 400) 3

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 40 отличающийся тем,что, с

Многофазный трансформатор для целью повышения КПД и коэффициента преобразования трехфазной системы мощности, число витков разных фаз напряжений в многофаэную,содержащий первичной обмотки в катушках каждой замкнутый шихтованный внешний магии- группы убывает в одной фазе пропортопровод прямоугольной формы с раз- 45 (q + 1 - и) 60 ционально я п и в мещенными на нем шестью группами из Ч катушек, включающих витки трехфаз- другой фазе возрастает пропорциональной первичной и многофазной вторич- (п-1) 60 но sin где и = 1,2,..., ной обмоток, и примыкающий к нему Ч через зубцы внутренний магнитопровод, q — номер катушки в группе.

Составитель В.Герих

Редактор Н.Тупица Техред Н. Глущенко Корректор Л.Бескид

Заказ 3118/50 Тираж 698 Подпигное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 х к 1 . яrn (gut — y- 60 ) и т.д.

Таким образом, МДС, обусловленная первичной обмоткой каждой последу5 ющей по ходу часовой стрелки катушки, отстает от 1ЩС предыдущей катушо ки на 20, сохраняя ту же амплитуду.

Имеет место образование восемнадцатифазной симметричной системы МДС, 10 т.е. бегущего магнитного поля с постоянной амплитудой и скоростью движения, выраженной в зубцовых делениях. Такое равномерное бегущее магнитное поле наводит во вторичной обмот- 15 ке симметричную систему ЭДС (напряжений) даже при отсутствии больших магнитных сопротивлений на путях зубцовых потоков.

В известном устройстве МДС кату- 2р шек в одной группе не имеют сдвига по фазе или этот сдвиг оказывается неравномерным при укорочении шага обмотки, неодинаковой получается их амплитуда. Равномерность по амплиту- 25 де и фазе в известном устройстве достигается за счет увеличения зубцовых магнитных сопротивлений при постановке немагнитной прокладки толщиной около десятых долей миллиметра. По- д0 вышенное сопротивление зубцов усиливает влияние МДС соседних групп друг на друга, т.е. как бы выравнивает фазовые сдвиги и амплитуды МДС.Однако при этом происходит увеличение намагничивающей составляющей первичного тока.

Таким образом, предлагаемый закон распределения витков обмоток по пазам в сочетании с охватом катушками внешнего магнитопровода при существенном снижении толщины немагнитной прокладки между зубцами и магнитопроводом обеспечивает высокое качество преобразования энергии, т.е. симметрию вторичных ЭДС. При этом уменьшается намагничивающая составляющая тока холостого хода, вследствие чего увеличивается коэффициент мощности и, растет КПД. Уменьшение толщины немагнитной прокладки в данной конструкции ничем принципиально не ограничивается.