Трехфазное регулируемое трансформаторное устройство (его варианты)
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
1 ь.- г */ * (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Закалено 29.12.80 (2I ) 3224855/24-07 с присоелинением заявки.% (23) Приоритет Опубликовано 15.08.82. Бюллетень №30 Дата опубликования описания 19.08.82 (5l)M. Кл, Н 01 F 29/14 1оеударстваиьih комитет СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 621.314. .2 14(088.8) (72) Авторы изобретения Л, В. Кардаков, А, М. Репин и С. А. Сазонов {7l) Заявитель (54) ТРЕХФАЗНОЕ РЕГУЛИРУЕМОЕ ТРАН УСТРОЙ СТ ВО (Е ГО BA РИА НТЬ ФОРМАТОРНОЕ )"----.1 Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроиндукционным аппаратам с питанием от трехфазной сети пе» ременного тока и регулированием с помощью подмагничивания постояннымтоком. Предлагаемое изобретение может быть 5 использовано в регулируемых и стабилизированных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), аппаратуры проводной связи и вычислительной техники, а также в регулируемых электроустановках общепромышленного применеййя. Известны трехфазные трансформаторы, регулируемые подмагничиванием шунтов (ТРПШ). Этот ТРПШ выполнен на состав-, ной двухплоскостной магнитной системе, содержащей одинаковые главный и добавочный (шунт) магнитопроводы, в виде трехстержневых магнитопроводов, расположенных параллельно друг другу и соеди-го 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 подмагничиванием трехфазный трансформатор, выполненный на плоскостной магнитной системе в виде двух трехфазных магнитопроводов, имеющих общее ярмо и две последовательно включенные системы первичных и вторичных обмоток с различными коэффициентами трасформации для перераспределения напряжений между ними в процессе регулирования, причем каждый из стержней магнитной системы подразделен на две параллельные части, на которых размещены обмотки управления, подмагничивающие объем стали внутри обмоток переменного тока и включенныс встречно для компенсации наводимых в них ЭДС основной частоты (2) . Недостатком его является конструктивная сло.м ость и сравнительно низкий коэффициент использования активных мате- 5 риалов трансформатора. 1Лель изобретения — упрощение конструкции и повьппение коэф ициента исполь= зования активных материалов трансформатора. 1Î Поставленная цель достигается тем, что в трехфаэном регулируемом трансформаторе, содержащем две идентичные трехфазные магнитные системы, на которых размещены первичные и вторичные обмотки, каждая из магнитных систем выполнена в виде группы однофазкых магнитопроводов, первичные обмотки которых соединены в звезду и подсоединены параллельно к трехфазной питающей сети через дополнительно введенные конденсаторы, при этом соответствующие нулевые точки соединения первичных обмоток являются входами регулируемого трачсформатора, предназначенными для подключения д5 источника тока управления. В другом варианте трехфазного регулируемого трансформатора каждая из магнитных систем выполнена в виде группы однофазных мегнитопроводов, первичныс обмотки которых соединены, например, в звезду и подсоединены к трехфазной питающей сети через дополнительпо введенные конденсаторы, а вторичные обмотки каждой группы соединены в звезду и па35 раллельно подключены к трехфезному выходу трансформатора, при этом соответствующие нулевые точки соединения вторичных обмоток являются входами регулируемого трансформатора, предназначенными 40 ддя подклю- ения источника тока управления. Не фиг, 1 изобрежене электрическая схема трехфазного регулируемого трансформатора; на фиг. 2 - электрическая 45 схеме другого варианта трехфазного регулируемого трансформатора. Трехфазный регулируемый трансформатор на 1ип". 1 содержит две идентичные трехфазные магнитные системы, на которых размещены первичные и вторичные 50 обмотки. Каждая из магнитных систем выполнена B виде I рунпы однофезных магнитопроводов 1, 2, 3 и 4, 5, 6. Г1ервичные обмотки 7. 8, 9 и ЛО, 1.1, 12 каждой группы:оединены в звезду и подсоедине- 55 ны параллельно к пита|ошей трехфаэной сети чере=. последовательно включенные конденсатор 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, предназначенными для подключения источника тока управления. Работа трехфазного регулируемого трансформатора по изобретению осуществля< тся следующим образом. Напряжение каждой фазы питающей сети распределяется между падением напряжения не последовательном конденсаторе и напряжением на двух параллельных первичных обмотках трансформатора. При изменении магнитной проницаемости магнитопровода вследствие подмагничивания изменяется индуктивное сопротивление трансформатора, что приводит к перераспределению напряжения на последовательно включенных конденсаторах и первичных обмотках трансформатора. Возвратная магнитная проницаемость материала магнитопровода И нелинейно падает с увеливо в чением напряженности магнитного поля Н постоянного тока и не зависит от направления магнитного потока. Таким образом, при появлении тока управления происходит нелинейное изменение напряжения на первичных обмотках трансформатора и, с учетом коэффиэиента трансформации, напряжение вторичных обмоток трансформатора, Ток управления gp разветвляется по обмоткам переменного тока, и по каждой первичной обмотке трансформатора протекает ток Ip /3, создавая в каждом магнитопроводе напряженность Н Э При этом появление на зажимах 16 и 17 переменной ЭДС обуславливается только несимметрией мегнитопроводок и нагрузкой на вторичных обмотках трансформатора. Поэтому наиболее целесообразным шзляется использование на выходе трехфазного регулируемого трансформатора симметричной нагрузки, например, двенадцатифаэного преобразователя 18 переменного напряжения в постоянное по схеме соединения вторичных обмоток 19, 20, 21 и 22, 23, 24 в неполный треугольник 15 - влево, 15 — вправо. Отр O ношецие полного числа витков каждой вторичной обмотки к числу витков от начала обмотки до ответвления должно быть равно 2,73. Ответвления вторичных обмоток 19, 20, 21 трехфазной группы соединяются в треугольник в прямом порядке чередования фаз, е ответвления вторичных обмоток 22, 23 и 24 другой трехфазной группы - a обратном, 951427 Практически при использовании приведенной схемы преобразоватепя переменная ЭДС на входах трансформатора для подключения источника тока управления не превышает 2 — 3 B в макете стабили- 5 зированного источника питания 27 В, 20 А при трехфазной питающей сети 220 В, 400 Гц, что является безопасным для элементов источника тока управления. f0 Второй вариант выполнения регулируемого трансформатора на фиг. 2 содержит две идентичные магнитные системы, на которых размещены первичные и вторичные обмотки. Каждая магнитная система 15 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 ре гул ируе мо го трансформатора на фиг. 2 полностью аналогична работе трехфазного регулируемого трансформатора на фиг. 1. При этом напряжен-з 35 ность постоянного магнитного потока в каж-. дом магнитопроводе, создаваемая потоком управления, определяется как H = -"Ы- д а... Применение того или иного вариантов трехфазного регулируемого трансформатора 40 зависит от конкретной схемы устройства, в частности регулируемый трансформатор по фиг. 1 позволяет использовать двенадцатж азный преобразователь переменного напряжения в постоянное, но требует при-4 менения источника тока управления, имеющего 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. Экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения обеспечивается эа счет снижения расхода активных материалов с учетом потребности в источниках питания различных предприятий. Формула изобретения 1. Трехфазное регулируемое трансформаторное устройство, с"держащее две идентичные трехфазные магнитные системы, на которых размещены первичные и вторичныеобмотки, отличаюшеес я тем, 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 этом соответствующие нулевые точки соединения первичных обмоток являются входами регулируемого трансформатора, предназначенными для подключения источника тока управления. 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 я тем, что, с целью повышения коэффициента использования активных материалов, трансформатор снабжен конденсаторами, каждая из указанных трехфазных магнит ных систем выполнена в виде группы однофазных магнитопроводов, первичные обмотки которых соединены, например, в звезду и подключены к трехфазной питающей сети через конденсаторы, а вторичные обмотки каждой группы соединены в звезду и подсоединены параллельно к трехфаэному выходу трансформатора, при этом соответствующие нулевые точки соединения вторичных обмоток являются входами регулируемого трансформатора, предназначенными для подключения источника тока управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бамдас А. М., Шапиро С. В. Стабилизаторы с подмагничиваемыми трансформаторами", М., Л., изд. энергия", 1965„с. 23, рис. 1 - 5. 2. Авторское свидетельство СССР М 152701, кл. Н 01 F 29/14, от 05,09.81 951427 3f S2 Я Составитель И, Якимец Редактор С. Запесочный Техред М.Рейвес Корректор Ю. Макаренко Заказ 5960/6 1 Тираж 76 1 П одп иск ое ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изоберетений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
