Трансформатор

 

Использование: в устройствах питания электронных схем. Сущность изобретения: устройство состоит из двухстержневого металлического магнитопровода, на основных стержнях 1 которого расположены разнесенные секции первичной 2 и вторичной 3 обмоток. Поверх секций первичной обмотки 2 укладываются секции дополнительной обмотки 6. Между секциями первичной 2 и вторичной 3 обмоток поперек основных стержней 1 расположен дополнительный безобмоточный стержень 4 из высокочастотного магнитного материала. Одна пара одноименных концов секций дополнительной обмотки объединены в общую точку, которая присоединена к общей точке режекторного RC-фильтра 5, вторая пара выводных концов секций дополнительной обмотки 4 присоединена соответственно к входному и выходному зажимам RC-фильтра 5, настроенного на основную чатоту fo сети питания, 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

БЫ 1800487 А1 (s»s Н 01 F 27/34

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ....„.„,, и!

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (21) 4893066/07 (22) 21.12.90 (46) 07.03,93, Бюл, № 9 (71) Научно-исследовательский институт энергетики и автоматики АН УЗССР (72) P,С.Разыков и В.П.Швырин (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1615815, кл, Н 01 F 27/34, 1988, (54) ТРАНСФОРМАТОР (57) Использование; в устройствах питания электронных схем, Сущность изобретения: устройство состоит из двухстержневого металлического магнитопровода, на основных стержнях 1 которого расположены разнесенные секции первичной 2 и вторичной 3

О

О

СО

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам питания электронных схем, и может быть использовано для повышения помехозащищенности электронных устройств, чувствительных к индустриальным радиопомехам, при питании их от общепромышленных электрических сетей.

Цель изобретения — повышение эффективности подавления сетевых индустриальных радиопомех.

На чертеже приводится схема предлагаемого устройства, Устройство содержит рабочие стержни

1 металлического магнитопровода трансформатора, разнесенные секции первичной обмотки 2, разнесенные секции вторичной обмотки 3, дополнительный безобмоточный стержень 4 из высокочастотного магнитного обмоток. Поверх секций первичной обмотки

2 укладываются секции дополнительной обмотки 6, Между секциями первичной 2 и вторичной 3 обмоток поперек основных стержней 1 расположен дополнительный безобмоточный стержень 4 из высокочастотного магнитного материала. Одна пара одноименных концов секций дополн .тельной обмотки объединены в общую точку, которая присоединена к общей точке режекторного RC-фильтра 5, вторая пара выводных концов секций дополнительной обмотки 4 присоединена соответственно к входному и выходному зажимам RC-фильтра 5, настроенного на основную чатоту fo сети питания. 1 з,п. ф-лы. 1 ил. материала, режекторный фильтр 5, дополнительную секционированную обмотку 6, Устройство состоит из трансформатора, содержащего металлический магнитопровод, на рабочих стержнях 1 которого располагаются разнесенные секции первичной обмотки 2, разнесенные секции вторичной обмотки 3 и установленный в проеме между секциями первичной 2 и вторичной 3 обмоток безобмоточный стержень 4 из высокочастотного магнитного материала, а также реверсивный RC-фильтр 5, общая выходная точка которого присоединена к общей точке одноименно соединенных концов секций дополнительной обмотки 6. Два других конца секций дополнительной обмотки 6 присоединены соответственно к входному и выходному зажимам RC-фильтра 5, настроенного на основную частоту fo сети питания

1800487

R1= R2=2R3

C1 = С2 = 0.5С3 (2) 35

R1 R2 R2 R3

R1+R2 R2+R3 (4) 40

U. Секции дополнительной обмотки 6 соответственно расположены поверх секций первичной обмотки 2. Секции первичной обмотки 2 и вторичной обмотки 3 соединяются между собой согласно-последовательно.

Выходные концы первичной обмотки 2 присоединены к зажимам сети питания U, Выходные концы вторичной обмотки 3 присоединены к зажимам нагрузки.

Режекторный фильтр 5 содержит активные сопротивления R1, В2, R3 и емкости С1, С2, С3, соединенные между собой по двойной Т-образной схеме. Соотношения между

R1, R2, R3, С1, С2, С3 определяются следующими формулами:

С1 — = . (3) о>о R1 2 с о Й3

Обе секции дополнительной обмотки 6 имеют одинаковые параметры и находятся в одинаковых условиях работы. RC-фильтр 5 также представляет собой симметричную схему, поэ ому можно ограничиться рассмотрением работы одной секции на нагрузку, состоящую из одной симметричной половины фильтра.

Заявляемое устройство работает следующим образом, После его присоединения к общепромышленной сети U по первичной обмотке 2 начинает протекать переменный ток, создающий м.д.с, Под ее действием на участках стержней 1, охваченных секциями первичной обмотки 2, возникает магнитный поток Ф, содержащий составляющую основной рабочей частоты fo и составляющие индустриальных радиопомех частоты fn.

На стыке основных 1 и дополнительных

4 стержней из-за разницы в их магнитных сопротивлениях происходит разветвление составляющих магнитного потока. Поток основной рабочей частоты далее замыкается по рабочему контуру, в который входят металлические стержни 1, охваченные секциями первичной 2 и вторичной 3 обмоток.

Другая часть магнитного потока, образуемая составляющими индустриальных радиопомех, замыкается через защитный магнитный контур, в который входят часть основных стержней 1, охваченных секциями первичной обмотки 2, и безобмоточный дополнительный стержень 4, минуя участки основных стержней 1, охваченных секциями вторичной обмотки 3.

Индуктивное сопротивление защитного магнитного контура, препятствуя попаданию сигналов помех во вторичную обмотку, тем не менее полностью не устраняют их вредное влияние на окружающие чувствительные элементы электронных схем. Это происходит из-за того, что электромагнитная энергия помех, запасенная в индуктивности защитного магнитного контура, при обратном его перемагничивании частично выделяется в виде магнитных потоков рассеяния, а остальная часть возвращается назад в сеть питания, Повышение эффективности подавления сетевых индустриальных радиопомех достигается переводом электромагнитной энергии помех, локализованных в защитном магнитном контуре, в нейтральный (тепловой) вид энергии, выделяемый в активных сопротивлениях RC-фильтра при несущественных необратимых потерях энергии на основной рабочей частоте. ЭДС, индуктированная в дополнительной обмотке, содержит составляющие основной частоты fo и частоты помех fn. Для ЭДС основной частоты нагрузка в виде RC-фильтра представляет очень высокое сопротивление (теоретически его затухание на основной частоте равно бесконечности) в то же время для высокочастотных сигналов помех сопротивление RC-фильтра практически ограничивается величиной его активных сопротивлений R1, R2, В3, Пренебрегая емкостными сопротивлениями конденсаторов

С1, С2, С3, получим приближенное выражение для входного сопротивления фильтра

Rexn на высокой частоте:

С учетом (1), имеем;

Rexn = 0,67В3. (5)

Из изложенного видно, что эффективность подавления помех в предлагаемом устройстве зависит от параметров дополнительной обмотки и RC-фильтра.

Количественная оценка эффективности подавления помех предлагаемого устройства определяется величиной "b" отношения (в дБ) электромагнитной мощности помех, подведенной к первичной обмотке, к результирующей электромагнитной мощности помех, действующей в устройстве при наличии дополнительной обмотки, нагруженной на активные сопротивления RC-фильтра.

Электромагнитная мощность помех, подведенная к первичной обмотке, пропорЦИОНаЛЬНа ВЕЛИЧИНЕ F1n Ф1п, ГДЕ F1n — М,Д,С.

1800487 (13) (6) 10 ,ио,ист аст ио,иф 8ф — — — (8) ! ф + !з,из ,иэфф—! ф + !зиф ,иоиф Яф (9) помех в пеРвичной обмотке, Ф1п — магнитный поток помех в защитном контуре:

Ф1п 1п 20 оп+ вп

g 9 где Fon — результирующая м.д.с, помех в защитном магнитном контуре (м.д,с. намагничивания).

F0n = Ф1п RMn, (7) где RMn — магнитное сопротивление защитного контура на частоте сигналов помех fn, Магнитное сопротивление RMn является суммой сопротивлений трех участков: участка металлического магнитопровода 1 (длиной !ст, сечением ScT и эффективной проницаемостью на частоте помех,ист), безобмоточного ферритового стержня 4 (длиной !ф, сечением Яф и проницаемостью,иф) и воздушного зазора между ферритовым стержнем и стальным сердечником длиной з, Эффективная магнитная проницаемость участка ферритового стержня при наличии воздушного зазора !з подсчитывается по формуле (3):

Подставляя значение,ивфф из (8) в выражение для магнитного сопротивления безобмоточного стержня с воздушным зазором

Вмф, получаем! мп = RMc + Рмф, (10) где RMc — магнитное сопротивление участка металлического стержня. Подставляя в (10) значения геометрических и магнитных параметров участков защитного магнитного контура, находим; р !ст !ф + !3 2 („„) ро,ист 5ст po,иф 8ф

Ток сигнала помех Isn, протекающий по одной се <ции вспомогательной обмотки, равен;

Евп 4,44 fn Фп Ws ! вп ! вхп + Re вхп + в

2 4 44 fn В/в Фп

Рвп =— где Rib — активное сопротивление секции дополнительной обмотки, Подставляя полученные значения для

1 мп, Fsn, Fon в (6), получаем (14)

Расчетное значение эффективности действия дополнительной обмотки на процесс подавления сетевых индустриальных помех подсчитывается на примере устройства, имеющего стандартный ленточный стержневой магнитопровод типа ПЛ 16 х 32 х 80 по Н0666002 иа стали ХВ П (с акти анси площадью сечения Яст = 5,1 см, средней длиной магнитной силовой линии Icr = 26 см, проницаемостью на частоте 10 кГц,и,т = 300) и безобмоточным дополнительным стержнем из феррита марки 3000 НМС (с длиной стержня !ф = 2,5 см, шириной 3,2 см, толщиной д= 0,4 см и проницаемостью,иф = 2000), Длина воздушного зазора !з = 0,1 см. Число витков одной секции дополнительной обмотки Э4= 200, диаметр провода d = 0,2 мм, марка провода ПЭВ-2. Сопротивление одной секции обмотки R = 16 Ом.

ДлЯ этих паРаметРов и (Rsxn+ Rib) = 100

Ом получены следующие значения затухания "b" (см.таблицу).

По данным таблицы можно сделать вывод, что цель изобретения достигается с большим положительным эффектом, Использование заявляемого изобретения в системах питания позволяет повысить помехозащищенность функционирования электронных устройств, чувствительных к воздействию сетевых индустриальных радиопомех по сравнению с прототипом в 1,5—

2,5 раза в зависимости от частоты помех.

Формула изобретения

1. Трансформатор, содержащий магнитопровод, на рабочих стержнях которого расположены секционированные первичная и вторичная обмотки и дополнительный безобмоточный стержень из высокочастотного магнитного материала, установленный поперек рабочих стержней между секциями первичной и вторичной обмоток, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения эффективности подавления сетевых индустриальных радиопомех, он снабжен режекторным фильтром с входными и выходными

1800487

Составитель P.Ðàçûêoâ

Редактор Т.Мельникова Техред М,Моргентал Корректор И. Шмакова

Заказ 1167 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 зажимами и дополнительной секционированной обмоткой, секции которой охватывают секции первичной обмотки, два одноименных конца секций дополнительной обмотки объединены в общую точку и присоединены к общей точке режекторного фильтра, настроенного на основную частоту питания, а два других конца присоединены соответственно к входному и выходному зажимам режекторного фильтра.

2. Трансформатор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью использования

5 дополнительной обмотки в качествеэкранирующей, общая точка соединения одноименных концов секций дополнительной обмотки заземлена.

Трансформатор Трансформатор Трансформатор Трансформатор 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике , а именно к магнитопроводам для трансформаторных устройств и дросселей

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в радиоэлектронных устройствах

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для повышения помехозащищенности электронных устройств при питании их от общепромышленных электрических цепей

Изобретение относится к электротехнике, а именно к малоемкостным трансформаторам, применяемым для гальванической развязки

Изобретение относится к электротехнике ,в частности, к трансформаторам большой мощности и высокого напряжения

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к области электротехники, а именно к обмоткам трансформаторов и реакторов

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для снижения внешних магнитных полей рассеивания токоподводов главных цепей автоматических выключателей

Изобретение относится к электротехнике, к трансформаторам, оно может быть использовано при дефектографировании состояния обмоток в эксплуатации, при испытаниях трансформаторов на электродинамическую стойкость при коротких замыканиях, как одно из особых средств предотвращения аварий трансформаторов в эксплуатации по причине недостаточной стойкости при коротких замыканиях

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высоковольтных системах постоянного или переменного тока высокой или низкой частоты

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для ограничения уровней магнитных полей промышленной частоты, создаваемых в окружающем пространстве в общественных, административных зданиях или жилых помещениях электрическими однофазными реакторами без ферромагнитного сердечника

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для ограничения уровней магнитных полей промышленной частоты, создаваемых в окружающем пространстве в общественных, административных зданиях с электронно-техническим оборудованием, например аппаратурой релейной защиты и автоматики, или жилых помещениях электрическими однофазными реакторами без ферромагнитного сердечника

Изобретение относится к области электротехники, в частности к трансформаторостроению, и может найти применение в токоограничивающих устройствах при коротких замыканиях в электрических сетях, обеспечивающих возможность использования установленных в сети выключателей при увеличении токов короткого замыкания сети свыше номинального тока отключения выключателей

Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторостроению, и может найти применение в силовых, в частности токоограничивающих, реакторах

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способу обработки трансформаторного масла, применяемого в силовых трансформаторах, от отложений сульфида меди на материалах и поверхностях, контактирующих с электроизоляционным маслом внутри электрического устройства

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим трансформаторам
Наверх