Регулировочный трансформатор. Регулируемый трансформаторРегулируемый трансформаторРЕГУЛИРУЕМЫЙ ТРАНСФОРМАТОР , содержащий стержневой магнитопровод с тремя ярмами - верхним, средним и нижним, первичную и вторичную размещенную между средним и нижним ярмами, обИзобретение относится к электротехнике и мржет быть использовано в любой отрасли промышленности для бесконтактного регулирования вторичного напряжения трансформатора. Известна конструкция трансформаторно-транзисторного регулятора-стабилизатора н апряжения, содержащего регулирующий элемент, управлянэщий элемент и схему широтно-импульсной модуляции, в которой регулирующий элемент выполнен в зиде двух последовательно включенных автотрансформаторов (трансформаторов). Недостатком конструкции является ее пониженная надежность, обусловленная сложностью схемного решения. Известна также конструкция регулируемого трансформатора, содержащего стержневой магнитопровод с тремя ярмами верхним , средним и нижним, первичную и мотки и биполярно соединенные тиристоры , причем первичная обмотка состоит из двух частей, соединенных последовательносогласно , одна из которых размещена на стержнях между двумя соседними ярпами, средним и нижним, а к другой присоединены указанные биполярно соединенные тиристоры , отличающийся тем. что, с целью упрощения трансформатора, уменьшения его стоимости, расширения диапазона регулирования напряжения на нагрузках, близких к номинальной увеличения коэффициента полезного действия, вторая часть первичной обмотки размещена на стержнях между средним и верхним ярмами . (Л с вторичную, размещенную между средним и нижним ярмами, обмогки и биполярно соединенные тиристоры, причем первичная обмотка состоит W3 двух частей, соединенных последовательно-согласно, одна из которых 00 размещена на стержнях между двумя соседел о ними ярмами, например, средним и Н1 жним , а к другой присоединены биполярно VI соединенные тиристоры. Данная конструкция по своей технической сути и достигаемому результату является наиболее близкой к описываемому изобретению. Недостатками ее являются относительная сложность конструкции трансформатора , повыщенная его стоимость, а такжр достаточно узкий диапазон регулирования напряжения на нагрузках, близких к номинальным , и пониженный коэффициент { олезного действуя. СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 F 29/14 ГОСУД/ РСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3266297/07 (22) 24.03.81 (46) 23.09.92.Бюл.N05 (71) Институт электросварки им. Е.О. Патона (72) С,А. Калинников (56) Авторское свидетельство СССР N. 182772, кл; Н 02 Н 5/28. 1966. Авторское свидетельство СССР N378974,,кл,,Н 01 F 29/14, 1970. (54)(57) РЕГУЛИ.РУЕЫЫЙ ТРАНСФОРМАТОР. содержащий стержневой магнитопровод с тремя ярмами — верхним, средним и нижним, первичную и вторичную размещенную между средним и нижним ярмами, обИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в любой отрасли промышленности для бесконтактного регулирования вторичного напряжения трансф зрматора. Известна конструкция трансформаторно-транзисторного регулятора-стабилизатора напряжения, содержащего регулирующий элемент, управляющий элемент и схему широтно-импульсной модуляции, в которой регулирующий элемент выполнен в эиде двух последовательно включенных автотрансформаторов (трансформаторов). Недостатком конструкции является ее пониженная надежность, обусловленная сложностью схемного решения. известна также конструкция регулируемого трансформатора. содержащего стерж-. невой магнитопровод с тремя ярмами— верхним, средним и нижним, первичную и Ы 1148507 А1 мотки и биполярно соединенные тиристоры, причем первичная обмотка состсит из двух частей, соединенных последовательносогласно, одна из которых размещена на стержнях между двумя соседними ярмами, средним и нижним, а к другой присоединены указанные биполярно соединеннь|е тиристоры, отличающийся тем, что, с целью упрощения трансформатора, уменьшения его стоимости, расширения диапазона регулирования напряжения на нагрузках, близких к номинальной увеличения коэффициента полезного действия. вторая часть первичной обмотки размещена на стержнях между средним и верхним ярмами. вторичную, размещенную между средним и нижним ярмами, обмотки и биполярно соединенные тиристоры причем первичная обмотка состоит из двух частей, соединенных последовательно-согласно, одна из кот арык размещена на стержнях между двумя соседними ярмами, например, средним и нижним, а к другой присоединены биполярно соединенные тиристоры. Данная конструкция по своей технической сути и достигаемому результату является наиболее близкой к описываемому изобретению. Недостатками ее являются относительная сложность конструкции трансформатора, повышенная его стоимость, à такжР достаточно узкий диапазон регулирования напряжения на нагрузках, близких к номинальным. и пониженный коэффициент полезного действуя. 1148507 20 50 Целью изобретения является упрощение трансформатора, уменьшение его стоимости, расширение диапазона регулирования напряжения на нагрузках, близких к номинальной, и увеличение коэффициента полезного действия. Для обеспечения реализации поставленной цели в регулируемом трансформаторе, содержащем стержневой магнитопровод с тремя ярмами — верхним, средним и нижним, первичную и вторичную, размещенную между средним и нижним ярмами, обмотки и биполярно соединенныетиристоры, причем первичная обмотка состоит из двух частей, соединенных последовательно-согласно, одна из которых размещена на стержнях между двумя соседними ярмами, например, средним и нижним, а к другой присоединены биполярно соединенные тиристоры, вторая часть первичной обмотки размещена на стержнях между средним и верхним ярмами. На фиг, 1 схематически изображена однофазная конструкция регулируемого трансформатора; на фиг. 2 — трехфазная конструкция, на фиг. 3 — электрическая схема трехфазной конструкции; на фиг. 4 — вариант выполнения трансформатора в однофазном исполнении; на фиг, 5 — вариант выполнения трансформатора в трехфазном исполнении; на фиг. 6 и 7 — внешние характеристики трансформаторов по фиг. 1, 2, 3 и фиг. 4, 5 соответственно. Регулируемый трансформатор содержит стержневой магнитопровод 1 с тремя ярмами — верхним 2, средним 3 и нижним 4, первичную и вторичную 5 обмотки и биполярно соединенные тиристоры б, причем первичная обмотка состоит из двух частей 7 и 8, соединенных последовательно-согласно, одна из которых, например часть 7 обмотки, размещена на стержнях,ме>кду двумя соседними ярмами, например, средним 3 и нижним 4, а к другой, например части 8 обмотки, присоединены биполярно соединенные тиристоры б, причем вторая часть 8 первичной обмотки размещена на стержнях ме>кду средним 3 и верхним 2 ярмами. Варианты трансформаторов по фиг. 4, 5 выполнены с немагнитными зазорами в ярме, а к первичной обмотке трансформатора по фиг. 4 может быть подключен конденсатор, Внешние характеристики (фиг. б и 7) трансформаторов по фиг. 1, 2, 4 и фиг. 5 соответственно содержат. характеристики при максимальном 9 и минимальном 10 напряжениях холостого хода. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Регулирование трансформатора осуществляется путем изменения угла включения тиристоров 6, Н ижний предел диапазона регулировайия вторичного напряжения по кривой 10 (фиг. 6) имеет место при угле включения 180О, когда тиристоры б в течение всего периода выключены. При этом напряжение сети 01 прикладывается к обеим частям 7 и 8 первичной обмотки, следовательно напряжение витка будет минимальным, а значит и напряжение, наводимое во вторичной обмотке 5 имеет также минимальное значение (02мин) Верхний предел диапазона регулирования вторичного напряжения по кривой 9 (фиг. 6) реализуется при угле включения Оо, когда тиристоры 6 включены в течение всего периода. В этом случае напряжение сети U1 приложено только к части 7 витков первичной обмотки, поэтому напряжение витка трансформатора максимально, а следовательно и вторичное напряжение имеет максимальное значение (UzM>«). Плавно изменяя угол включения тиристоров 6 от 0 до 180О, получают соответствующие им промежуточные значения вторичного напряжения Uz. Внеш30 ние характеристики, получаемые при этом, располагаются между внешними характеристиками 9 и 10 по фиг. 6. При включенных тиристорах 6 описываемый трансформатор превращается в обычный нерегулируемый трансформатор с минимальным полем рассеяния, поэтому внешняя характеристика 9 по фиг, б является жесткой, практически не зависящей от тока нагрузки. Опыт работы с моделью описываемого трансформатора и с трансформатором по прототипу показывает, что при больших токах нагрузки, близких к номинальным, максимальные значения . напряжений устанавливаются при выключенных тиристорах, шунтирующих части силовых обмоток. Однако при снижении тока нагрузки от некоторой величины, меньшей номинального тока, до холостого хода для получения минимальных значений напряжений в трансформаторе по прототипу включаются тиристоры, шунтирующие часть вторичной обмотки. В описываемом трансформаторе управление осуществляется только одной парой биполярно соединенных тиристоров, подключенных к части первичной обмотки, Поэтому диапазон регулирования напряжения при малых нагрузках и при холостом ходе в описываемом трансформаторе (фиг. 6) меньше, чем в трансформаторе по прототипу. Для большинства потребителей электрической энергии важнее иметь возможность более широкого плавного регулирования напряжения при токах нагрузки, близких к номинальному. чем на холостом ходу и малых нагрузках. В тех случаях. когда требуется большой диапазон регулирования напряжения при холостом ходе и малых нагрузках, можно использовать варианты конструкций трансформаторов flo фиг. 4 и 5, Благодаря наличию немагнитных зазоров в ярмах, основной магни гный поток, создаваемый частями 7 и 8 первичной обмотки при включенных тиристорах 6, не проходит через них, а полностью замыкается по двум другим ярмам. Поэтому eданном случае напряжение на виток и значения вторичного напряжения по кривой 10 (фиг. 7) будут меньше, чем утрансформатора по фиг. 1(см. кривую 10 по фиг. 6), и совпадают с характеристикой при минимальном напряжении холостого хода трансформатора по прототипу. Верхний диапазон регулирования напряжения по кривой 10 (фиг, 7) в этом трансформаторе (по фиг. 4 и 5), как и в трансформаторах по фиг. 1, 2, 3 достигается включением тиристоров 6. при этом. благодаря экранирующему действию части 8 первичной обмотки. основной магнитный 5 поток, преодолевая повышенное магнитное сопротивление, замкнется по ярму с немагнитным зазором. Как показали испытания опытной модели, для получения необходимого диапазона 10 регулирования напряжения холостого хода требуется незначительная длина немагнитного зазора, и в зависимости от мощности трансформатора она изменяется от 0;1 до 1 мм. 15 В тех случаях, когда ток холостого хода из-за немагнитного зазора возрастает выше установленной нормы и эксплуатация трансформатора недопустима, то ïàðàëлельно первичной обмотке подключается 20 электрический конденсатор. Трансформатор может быть выполнен трехфазным, с симметричной магнитной системой. Он является. весьма перспективным при совершенствовании многих источников питания, 25 применяемых для различных сварочных процессов, (148507 5и г. 1148507 Составитель Б.Сорокин Редактор Е.Гиринская Техред M.Moðãåíòàë Корректор М.Андрушенко Заказ 4058 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      www.findpatent.ru Регулируемый трансформатор
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в основных элементах электрического оборудования для экономичного электроснабжения. Технический результат заключается в безопасном и плавном регулировании выходного напряжения. Устройство содержит три стержня, верхнее, среднее и нижние ярма. На нижних участках стержней расположены фазы первичной обмотки. Каждая фаза вторичной обмотки состоит из двух частей, одна из которых расположена на нижнем участке, а другая - на верхнем участке стержней. Верхнее ярмо выполнено в виде цилиндра, состоящего из двух продольных частей, одна из которых из ферромагнитного материала, а другая - из диэлектрика. Цилиндр можно плавно поворачивать вокруг своей оси, регулируя выходное напряжение трансформатора. 2 ил. Изобретение относится к основным элементам электрического оборудования, а именно к регулируемым трансформаторам, имеющим подвижный участок в магнитной цепи, и может быть использовано для экономичного электроснабжения. Известен автотрансформатор для регулирования напряжения в небольших пределах, в котором часть витков обмотки используется в качестве первичной цепи. Между первичной и вторичной цепями такого автотрансформатора существует электрическая и магнитная связь. Для регулирования выходного напряжения используется скользящий контакт (Данилов И.А., Иванов Т.М. Общая электротехника с основами электроники. М.: Высшая школа, 1989 г., стр.194). Недостатком известного автотрансформатора является то, что электрическое соединение первичной и вторичной цепей повышает опасность при эксплуатации аппарата, т.к. при пробое изоляции в понижающем автотрансформаторе оператор может оказаться под высоким напряжением первичной цепи. Известен сварочный трансформатор, в котором для изменения выходного напряжения используют шунтирующий магнитопроводящий стержень, через который замыкается часть основного магнитного потока. Изменяя значение воздушного зазора шунтирующим стержнем, можно изменять магнитный поток рассеяния и соответственно напряжение на выходе трансформатора. Так, в сварочном трансформаторе СТЭ в цепь вторичной обмотки включают специальный дроссель с регулируемым воздушным зазором, а в трансформаторе ТС 500 изменяют расстояние между первичной и вторичной обмотками (Данилов И.А., Иванов Т.М. Общая электротехника с основами электроники. М.: Высшая школа, 1989 г., стр.198). Указанные сварочные трансформаторы имеют ограниченные условия применения, т. к. применяются только в однофазных цепях. Кроме того, в описанных устройствах к причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относится то, что их применение для регулирования выходного напряжения является трудоемким процессом, требующим дорогостоящей дополнительной аппаратуры и использования сложных схем управления и регулирования. Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является трехфазный регулируемый трансформатор, который содержит симметричный пространственный магнитопровод, состоящий из трех стержней, двух крайних ярм и среднего ярма, первичную обмотку с катушками, размещенными на среднем ярме, две вторичные обмотки, катушки одной из которых размещены на стержнях по одну сторону среднего ярма, а катушки другой - на стержнях по другую сторону среднего ярма, и две группы обмоток подмагничивания. (А. с. СССР 1372390, кл. Н 01 F 29/14, опубл. БИ 5, 1988 г.) К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в известном устройстве магнитопровод имеет сложную пространственную структуру. Наличие обмоток подмагничивания тоже усложняет схему трансформатора, что создает определенные ограничения в обеспечении процесса плавного регулирования. Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является получение возможности безопасного и плавного регулирования выходного напряжения трехфазного трансформатора. Технический результат - бесконтактное регулирование выходного напряжения трехфазного трансформатора непосредственно под нагрузкой или без нее за счет перераспределения магнитного потока, отсутствие потерь активной мощности при регулировании, т.е. получение экономичного и безопасного регулирования. Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном регулируемом трансформаторе, содержащем первичную трехфазную обмотку, подключенную к сети, вторичную трехфазную обмотку, подключенную к нагрузке, разветвленную магнитную цепь, состоящую из трех стержней, верхнего, среднего и нижнего ярма, согласно изобретению в качестве верхнего ярма используют установленный с возможностью поворота вокруг своей оси и выполненный из двух продольных частей цилиндр, одна из которых состоит из ферромагнитного материала, а другая - из диэлектрика, при этом среднее ярмо расположено так, что образует на стержнях верхние и нижние участки, причем верхние участки отличаются от нижних по площади сечения и высоте, вторичная обмотка каждой фазы выполнена из двух частей, при этом витки одной части расположены на нижних участках стержней, а витки другой части на верхних участках, причем витки обеих частей соединены последовательно и согласно. Отличительными признаками заявляемого изобретения от прототипа является то, что разветвленная магнитная цепь выполнена не пространственной, а плоской; отсутствуют шесть обмоток подмагничивания, перераспределение магнитного потока осуществляется с помощью трех стержней, которые имеют три верхних и три нижних участка и три ярма. Кроме того, регулирование осуществляется не за счет сложной пространственной структуры магнитопровода, а за счет введения в магнитную цепь подвижного участка, в качестве которого используется верхнее ярмо. Использование в качестве верхнего ярма установленного с возможностью поворота вокруг своей оси цилиндра представляет собой не что иное, как введение в разветвленную магнитную цепь подвижного участка магнитопровода, изменение положения которого относительно остальных неподвижных участков позволяет изменять магнитное сопротивление всей магнитной цепи трансформатора и соответственно напряжение на вторичной обмотке. Использованием цилиндрической поверхности такого подвижного участка достигается возможность плавного регулирования процесса. Выполнение цилиндра из двух продольных частей, одна из которых состоит из ферромагнитного материала, например из обычных пластин электротехнической стали, а другая - из диэлектрика, обеспечивает то, что плавным поворотом цилиндра можно изменять площадь соприкосновения его ферромагнитной части с ферромагнитными участками неподвижных элементов магнитной цепи. Это эквивалентно изменению сечения подвижного магнитопровода (или изменению воздушного зазора в цепи). При повороте цилиндра на 180o из оптимального положения (наибольшая площадь соприкосновения ферромагнитной части цилиндра с ферромагнитными участками неподвижных элементов магнитной цепи) цилиндр соприкасается с ферромагнитными участками магнитопровода только диэлектриком, его магнитное сопротивление наибольшее, т.е. эквивалентно тому, что в магнитной цепи появился воздушный зазор. Напряжение на выходе трансформатора соответственно наименьшее. Эксперименты с однофазным трансформатором показывают, что напряжение на выходе уменьшается в этом случае до 0,5 Uном. Расположение среднего ярма так, что при этом образуются верхние и нижние участки стержней, позволяет заранее предопределять диапазон регулирования выходного напряжения на стадии проектирования. Выполнение верхних и нижних участков стержней различными по площади сечения и высоте позволяет перераспределять магнитный поток, причем количественное перераспределение магнитного потока также можно задавать на стадии проектирования путем выбора соотношения площадей сечения и высот верхних и нижних участков стержней. Площадь сечений и высота верхних и нижних участков определяют соотношения между магнитными потоками верхнего и среднего ярма, т.е. выходное напряжение вторичной обмотки, т.к. перераспределение магнитных потоков определяет напряжение на выходе трансформатора. При увеличении магнитного сопротивления верхнего ярма большая часть магнитного потока, создаваемого первичной обмоткой, замыкается через среднее ярмо, что приводит к уменьшению напряжения вторичной обмотки, так как витки вторичной обмотки, расположенные на верхней части стержня, пересекаются меньшим магнитным потоком. Изобретение поясняется схемой устройства, изображенной на фиг.1а и фиг. 1б. Устройство (фиг.1а) содержит нижнее ярмо 1, среднее ярмо 2, верхнее ярмо 3, подвижный цилиндр 4, нижние участки стержней 5, 6, 7; верхние участки стержней 8, 9, 10, а также первичную обмотку А-Х и вторичную обмотку а-х, состоящую из двух частей. Сечение трех верхних участков стержней примерно вдвое меньше сечения нижних участков стержней, а сечение среднего ярма примерно вдвое меньше сечения нижнего ярма. Сечением верхних участков стержней и среднего ярма на стадии проектирования трансформатора можно варьировать (изменять), предопределяя заранее диапазон регулирования выходного напряжения вторичной обмотки трансформатора. Верхние участки стержней выполняются короче нижних участков стержней, так как на них располагается только часть витков вторичной обмотки (около половины витков вторичной обмотки). Первичная трехфазная обмотка обычная, как у любого другого трехфазного трансформатора; все витки каждой фазы первичной обмотки располагаются на нижних участках стержней соответственно. Вторичная обмотка, например, фазы А (а-х) состоит из двух частей, одна часть витков обмотки располагается на нижнем участке стержней, вторая часть витков обмотки располагается на верхнем участке стержней. Витки обеих частей соединяются последовательно и согласно, образуя одну вторичную фазную обмотку. Аналогично соединяются витки двух других фазных обмоток трансформатора на других стержнях соответственно. Отношением числа витков, расположенных на верхнем участке стержня, к числу витков, расположенных на нижнем участке стержня, можно заранее, т.е. на стадии проектирования, задавать необходимый диапазон регулирования напряжения вторичной обмотки. Общее число витков вторичной обмотки определяет величину наибольшего выходного напряжения Umax2. При оптимальном положении подвижного цилиндра, т.е. при наименьшем магнитном сопротивлении верхнего ярма, Umax2 должно быть не менее 1,1Uном2, так как дальнейшее регулирование, т.е. перемещение подвижного цилиндра, будет увеличивать магнитное сопротивление и уменьшать выходное напряжение вторичной обмотки трансформатора. Верхнее ярмо 3 может быть выполнено из двух частей (фиг.2), первая часть неподвижная (ее может и не быть) жестко соединяет концы верхних стержней магнитной цепи в единое целое и представляет собой желоб (в сечении - полуокружность), в котором размещена вторая часть ярма - подвижный цилиндр. Цилиндр также состоит из двух продольных половин; одна половина цилиндра выполнена из ферромагнитного материала (пластин электротехнической стали), а вторая половина выполнена из диэлектрика (дерево, пластмасса, текстолит и т. п. ). Обе половины жестко соединены между собой, образуя единый цилиндр, который можно плавно поворачивать в желобе вокруг своей оси вручную или с помощью электродвигателя (питающегося от цепи управления). На стадии проектирования для увеличения диапазона регулирования неподвижную часть верхнего ярма, соединяющую концы верхних участков стержней, можно исключить из устройства, оставляя только подвижный цилиндр, который будет поворачиваться в выемках (полуокружностях), предусмотренных непосредственно в самих концах верхних участков стержней (фиг.2б). Верхнее ярмо может иметь и другую конструкцию. На фиг.2в, г, д, е показаны варианты конструкции верхнего ярма. На фиг.2в, г показано прямоугольное (в виде параллелепипеда) верхнее ярмо, которое может перемещаться вертикально или горизонтально, как указано стрелками на фиг.2г, или поворачиваться на шарнирах (фиг.2в). Можно аналогично перемещать только часть ярма, например половину ярма (фиг. 2д, е), когда не требуется более глубокий диапазон регулирования выходного напряжения вторичной обмотки трансформатора. Предлагаемое устройство является простым и удобным в эксплуатации. Плавным поворотом подвижного цилиндра можно плавно регулировать выходное напряжение трансформатора в диапазоне от 0,5U2ном до 1,1U2ном. Диапазон регулирования можно изменять на стадии проектирования с помощью соответствующего подбора сечений участков стержней и количества витков вторичной обмотки на них. Регулирование можно производить как непосредственно под нагрузкой трансформатора, так и без нее. Регулирование осуществляется за счет перераспределения магнитного потока, поэтому потерь активной мощности при регулировании нет, т.е. регулирование получается экономичным и безопасным.Формула изобретения Регулируемый трансформатор, содержащий первичную трехфазную обмотку, подключенную к сети, вторичную обмотку, подключенную к нагрузке, разветвленную магнитную цепь, состоящую из трех стержней, верхнего, среднего и нижнего ярма, отличающийся тем, что в качестве верхнего ярма используют установленный с возможностью поворота вокруг своей оси и выполненный из двух продольных частей цилиндр, одна из которых состоит из ферромагнитного материала, а другая - из диэлектрика, при этом среднее ярмо расположено так, что образует на стержнях верхние и нижние участки, причем верхние участки отличаются от нижних по площади сечения и высоте, вторичная обмотка каждой фазы выполнена из двух частей, при этом витки одной части расположены на нижних участках стержней, а витки другой части - на верхних участках, причем витки обеих частей соединены последовательно и согласно.РИСУНКИ Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3www.findpatent.ru Регулируемый трансформатор
Использование: в области электромашиностроения и может быть использовано в качестве регулируемых высоковольтных трансформаторов с регулированием высокого напряжения и ниэковольтных сварочных трансформаторов с регулированием крутизны характеристики тока сварки. Сущность: трансформатор выполнен в виде корпуса с установленными по торцам дисками, снабженными с внутренних сторон радиальными пазами с установленными в них пластинами клинообразного поперечного сечения из ферромагнитного немассивного материала. Первичная и вторичная обмотки выполнены в виде плоских катушек, причем каждая из обмоток соединена по типу якорных обмоток машин переменного тока. С внутренней цилиндрической поверхности магнитопровода установлены магнитные шунты, которые снабжены обмотками подмагничивания, соединенными с регулируемым выпрямительным устройством. Шунты могут также перемещаться относительно магнитопровода с помощью механического устройства. 2 з. п. ф-лы, 4 ил. Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности к регулируемым трансформаторам, и может быть использовано в качестве регулируемых высоковольтных трансформаторов, в низковольтных трансформаторах с регулированием высокого напряжения и крутизны характеристики тока сварки. Известны конструкции регулируемых трансформаторов с подмагничиванием (см. кн. А.М.Бамдас, С.В.Шапиро "Трансформаторы, регулируемые подмагничиванием", М. "Энергия", 1964, с. 120-122). Однако при этом происходит искажение формы кривой выходного напряжения, а также отсутствует преобразование фаз. Наиболее близким техническим решением к изобретению является конструкция трехфазного трансформатора свидетельство СССР 124523, 1959 г. H O1 F 29/14), которое принято за прототип. Прототипу присущи следующие недостатки: низкие энергетические характеристики, насыщение магнитопровод по пути основного магнитного потока, магнитная несимметрия, приводящая к возникновению обратной составляющей вращающегося магнитного поля. Цель изобретения улучшение энергетических характеристик, уменьшением массогабаритов, преобразование числа фаз. Указанная цель достигается тем, что, в отличие от прототипа, магнитопровод имеет диски, установленные по торцам цилиндра, выполненные с радиальными пазами с внутренних сторон, в которые установлены пластины клинообразного поперечного сечения из ферромагнитного немассивного материала, первичная и вторичная обмотки выполнены в виде плоских катушек, размещенных между клинообразными пластинами, плоские катушки каждой обмотки соединены по типу якорных обмоток машин переменного тока; кроме того, обмотки подмагничивания установлены в магнитных шунтах, которые размещены внутри полого цилиндра и снабжены устройствами для перемещения внутри цилиндра; кроме того, обмотки подмагничивания подсоединены к регулируемому выпрямительному устройству. Отличительными признаками изобретения являются: магнитопровод выполнен составным из клинообразных и плоских пластин из ферромагнитного немассивного материала в виде полого цилиндра с первичной и вторичной обмотками по типу якорных обмоток машин переменного тока; обмотки выполнены из катушек рамочного типа и установлены радиально между клинообразными пластинами из ферромагнитного материала, заполнены другими плоскими пластинами и соединены по типу якорных обмоток машин; магнитные шунты с обмотками подмагничивания установлены на свободных сторонах катушек обмоток; магнитные шунты выполнены в виде ферромагнитных сегментальных стержней и установлены к ферромагнитным клинообразным пластинам с возможностью свободного радиального и/или аксиального перемещения, а также снабжены устройством для перемещения; сегментные магнитные шунты снабжены обмотками подмагничивания, установленными внутри шунтов; обмотки подмагничивания снабжены регулируемым выпрямительным устройством, выходные концы которого замкнуты между собой. На фиг. 1 изображено устройство регулируемого трансформатора, на фиг. 2 сечение А-А, на фиг. 3 -условная схема расположения первичной (I) и вторичной (II) обмоток по окружности магнитопровода, на фиг. 4 схема включения первичных и вторичных обмоток подмагничивания магнитных шунтов. Регулируемый трансформатор включает корпус 1, торцевые диски 2 и 3 с пазами 4, клинообразные пластины 5 из немассивного ферромагнитного материала, первичную 6 и вторичную 7 обмотки, состоящие из катушек рамочного типа, с размещением внутри их другими плоскими магнитными пластинами 8 и 9, выходные клеммы 10 и 11 первичной и вторичной обмоток, магнитные шунты 12 и 13 с размещенными внутри их обмотками подмагничивания 14 и 15, соединены с выпрямительными устройствами 16 и 17 с блоками управления 18 и 19, болты 20 и регулировочные прокладки 21 для перемещения шунтов. Конструкция позволяет установить шунты первичной 12 и вторичной 13 обмоток со стороны внутренней цилиндрической поверхности магнитопровода, что уменьшает из массу. Клинообразные пластины 5, другие пластины 8 и 9 магнитные шунты 12 и 13 могут выполняться из прессованного ферромагнитного порошка с поверхностной изоляцией, либо из тонких пластин из листовой электротехнической стали, скрепленных между собой клеем либо другим способом. Для регулирования выходного напряжения необходим магнитный шунт 12 лишь для первичной обмотки. Для регулирования крутизны характеристики выходного тока достаточно иметь магнитный шунт 13 для вторичной обмотки. Индуктивность магнитных шунтов может регулироваться либо с помощью обмоток подмагничивания 14 и 15, либо их перемещением в радиальном и/или аксиальном направлениях с помощью болтов 20 и прокладок 21, либо другим каким-либо устройством. На фиг. 1 показано 4 ряда болтов 20. При сохранении 2 рядов болтов 20 шунт 12 может быть смещен в аксиальном направлении на расстояние, равное расстоянию между двумя смежными рядами болтов. Радиальное перемещение регулируется толщиной прокладок 21. Клинообразные пластины 5 могут быть выполнены прямоугольного сечения, в этом случае другие плоские пластины 8 и 9 и катушки 6 и 7 должны иметь клинообразную форму. При подаче напряжения на клеммы 10 первичной обмотки, выполненной в трехфазном исполнении, внутри магнитопровода, образованного клинообразными пластинами 5 и пластинами 9, создается круговое вращающееся электромагнитное поле с числом пар полюсов, определяемым схемой соединения первичной обмотки 6. Это после будет иметь одно направление вращения во внутреннем слое пластин 9 и противоположное ему направление в наружном слое пластин 8. Магнитные потоки рассеяния замыкаются вокруг всех четырех сторон катушек первичной обмотки 6, при этом внутренний слой катушек этой обмотки имеет высокое значение полей рассеяния, поскольку к ним примыкаются магнитные шунты 12. Магнитные потоки рассеяния первичной обмотки 6 в магнитных шунтах 12 пересекают обмотку подмагничивания 14 и 14' и наводят в ней переменную ЭДС. Эта выпрямляется, и ее выходное значение регулируется выпрямительным устройством 16 с помощью блока управления 18, что позволяет регулировать величину тока подмагничивания в последовательно соединенных обмотках 14 и 14' двух полюсов (N и S). Регулирование тока в этих обмотках позволяет управлять величиной насыщения магнитных шунтов 12, а, следовательно, и потоками рассеяния первичной обмотки 6. Величина магнитного потока первичной обмотки 6 определяется суммой потоков рассеивания и основного потока, является величиной постоянной и зависит лишь от величины питающего напряжения. Основной магнитный поток пересекает катушки 7 вторичной обмотки и наводит в них электродвижущую силу, пропорциональную величине основного потока, которая в свою очередь регулируется насыщением магнитных шунтов 12 с помощью управляемого выпрямительного устройства 16. Таким образом, управление тока в катушках 14 и 14' достигается плавное регулирование выходного напряжения вторичной обмотки. При подключении нагрузки к вторичной обмотке 7 образуются рассеяния во внутреннем слое катушек 7, примыкающих к магнитным шунтам 13. Потоки рассеяния пересекают витки катушек подмагничивания 15 и 15' и наводят в них переменную ЭДС, которая выпрямляется с помощью управляемого устройства 17. Регулированием выходного тока выпрямительного устройства 17 блоком управления 19 достигается плавное регулирование индуктивности магнитных шунтов 13, что приводит к регулированию тока нагрузки вторичной обмотки трансформатора. Это имеет важное значение при использовании его в качестве сварочного аппарата. Регулирование индуктивности магнитных шунтов 12 первичной и 13 вторичной обмоток можно осуществлять и механическим путем перемещением в радиальном и/или направлении с помощью болтов 20 и толщины прокладок 21. Для управления установки обмоток подмагничивания 14, 15 в магнитных шунтах целесообразно магнитопроводы шунтов разделить по радиусу вдоль дуги окружности на две части, при этом одну часть снабдить пазами для укладки обмотки. Для полного использования по мощность в трехфазном виде трансформатора для сварки целесообразно вторичную обмотку выполнять в 2-х фазном (или 4-х фазном) исполнении, что достигается схемой соединения катушек по типу якорной обмотки. Это позволяется при сварке равномерно загружать все три фазы, а, следовательно, получать большую мощность сварки или при заданной мощности снизить массогабариты. Круговое вращающееся поле с обмотками переменного тока, соединенными в звезду, не создает ЭДС третьей гармоники, как это имеет место в трансформаторах традиционной конструкции, что позволяет улучшить качество электроэнергии. Кроме того, исключается целый ряд недостатков прототипа, связанных с искажением формы кривой выходного напряжения.Формула изобретения 1. Регулируемый трансформатор, содержащий магнитопровод в виде полого цилиндра, первичную и вторичную обмотки и обмотки подмагничивания, отличающийся тем, что магнитопровод имеет диски, установленные по торцам цилиндра, выполненные с радиальными пазами с внутренних сторон, в которые установлены пластины клинообразного поперечного сечения из ферромагнитного немассивного материала, первичная и вторичная обмотки выполнены в виде плоских катушек, размещенных между клинообразными пластинами, плоские катушки каждой обмотки соединены по типу якорных обмоток машин переменного тока. 2. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что обмотки подмагничивания установлены в магнитных шунтах, которые размещены внутри полого цилиндра и снабжены устройствами для их перемещения внутри цилиндра. 3. Трансформатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что обмотки подмагничивания подсоединены к регулируемому выпрямительному устройству.РИСУНКИ Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4www.findpatent.ru Регулируемый трансформаторРегулируемый трансформатор относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении стабильности напряжения на выводах вторичной обмотки во всех эксплуатационных режимах работы. Трансформатор содержит магнитную систему с первичной и вторичной обмотками. Одна из вспомогательных обмоток охватывает каналы магнитного потока рассеяния, создаваемые первичной и вторичной обмотками. Другая вспомогательная обмотка охватывает стержни магнитопровода. Вспомогательные обмотки и часть первичной обмотки образуют контур автоматического регулирования напряжения вторичной обмотки с возможностью изменения ее уставки путем выбора отпаек на первой вспомогательной обмотке посредством тиристорных ключей. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к электротехнике, к регулируемым трансформаторам. Известен силовой трансформатор блока электростанции, содержащий электромеханический регулятор напряжения под нагрузкой (РПН) его высоковольтной обмотки (ж.«Электрические станции, 1991, №9, с.50-54). Недостатком является невозможность с помощью РПН трансформатора надежно бесконтактно регулировать его напряжение и автоматически поддерживать на заданном уровне. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является силовой трансформатор со вспомогательной обмоткой, выходное напряжение которой бесконтактно и автоматически поддерживается на заданном уровне (патент РФ №2076366, кл. H01F 30/12). Недостатком является нарушение стабилизации выходного напряжения обмоток трансформатора при изменении напряжения на его первичной (питающей) обмотке, что приводит к ухудшению качества напряжения электросети. Задача изобретения заключается в повышении показателей качества напряжения электросети путем обеспечения стабильности напряжения на выводах вторичных обмоток трансформатора во всех эксплуатационных режимах его работы. В таком полностью регулируемом трансформаторе задача стабилизации напряжения решается путем использования части первичной обмотки и двух вспомогательных обмоток; витки первой вспомогательной обмотки охватывают каналы магнитного потока рассеяния первичной и вторичной обмоток, а витки другой вспомогательной обмотки охватывают стержни магнитной системы, при этом вспомогательные обмотки и часть первичной обмотки соединены между собой последовательно и образуют контур автоматического регулирования напряжения вторичных обмоток трансформатора. Первая вспомогательная обмотка соединена последовательно-встречно с другой вспомогательной обмоткой и частью первичной обмотки, а их выходные напряжения соответственно пропорциональны: току нагрузки трансформатора, напряжению вторичных обмоток и напряжению питающей сети. Стабилизация выходного напряжения вторичных обмоток трансформатора достигается следующим образом. При увеличении тока нагрузки магнитный поток в стержнях трансформатора будет уменьшаться, соответственно будет уменьшаться и напряжение на другой вспомогательной обмотке. Напряжение на первой вспомогательной обмотке будет увеличиваться, так как она сцеплена с магнитным потоком рассеяния основных обмоток, который пропорционален току нагрузки. Напряжение части первичной обмотки неизменно, так как принято неизменным напряжение питающей сети. Происходит сравнение напряжения первой вспомогательной обмотки с суммарным напряжением остальных двух обмоток, входящих в вышеуказанный контур регулирования. Возникает разность напряжений, пропорциональная снижению напряжения на другой вспомогательной обмотке (вторичных обмотках трансформатора). Вследствие чего в контуре регулирования протекает ток, который, проходя по виткам другой вспомогательной обмотки, увеличивает магнитный поток в стержнях трансформатора, а значит и напряжение на другой вспомогательной обмотке, что приводит, в свою очередь, к уменьшению разности напряжений и тока в контуре регулирования. То есть возникает отрицательная обратная связь по напряжению другой вспомогательной обмотки или по напряжению вторичных обмоток трансформатора. В результате действия такой обратной связи устанавливается заданный уровень напряжения вторичных обмоток трансформатора. При снижении напряжения питания трансформатора будет соответственно уменьшаться напряжение на его первичной и вторичных обмотках. Тогда возникающая в контуре регулирования разность напряжений будет пропорциональна снижению напряжения на другой вспомогательной обмотке и на части первичной обмотки. Процесс установления заданного уровня напряжения вторичных обмоток трансформатора происходит аналогично вышеописанному, только интенсивнее. При повышении напряжения питания трансформатора будет соответственно увеличиваться напряжение на его первичной и вторичных обмотках. Разность напряжений в контуре регулирования поменяет знак и будет пропорциональна повышению напряжения на другой вспомогательной обмотке и части первичной обмотки. Теперь ток, протекающий в контуре регулирования и по виткам другой вспомогательной обмотки, будет уменьшать магнитный поток в стержнях трансформатора. Далее процесс установления заданного уровня напряжения вторичных обмоток трансформатора происходит аналогично вышеописанному. Для изменения уставки заданного уровня напряжения вторичных обмоток трансформатора первая вспомогательная обмотка через имеющиеся у нее отпайки и соответствующие им тиристорные ключи соединена последовательно-встречно с остальными обмотками контура регулирования. Изменение уставки заданного напряжения вторичных обмоток трансформатора достигается следующим образом. Согласно вышеописанному при установлении заданного уровня напряжения в контуре регулирования осуществляется подгонка напряжения вторичных обмоток трансформатора к напряжению первой вспомогательной обмотки, а разность напряжений становится минимальной и близкой к нулю. Следовательно, задаваясь различным уровнем напряжения первой вспомогательной обмотки посредством отпаек и тиристорных ключей, осуществляют изменение уставки заданного напряжения вторичных обмоток трансформатора. Переключение тиристорных ключей осуществляют переключением импульсов управления тиристорами. Изменение уставки заданного напряжения трансформатора необходимо для осуществления различных режимов сети системы электроснабжения. На фиг.1 представлена схема размещения одной фазы обмоток регулируемого трансформатора; на фиг.2 - схема электрических соединений одной фазы обмоток регулируемого трансформатора. Витки первичной обмотки 1 и коричной 2 охватывают стержень 3 магнитной системы 4 трансформатора с основным магнитным потоком Ф0 (фиг.1). Концентры первичной 1 и вторичной 2 обмоток образуют канал 5 магнитного потока рассеяния Фs, который охватывается первой вспомогательной обмоткой 6. Другая вспомогательная обмотка 7 охватывает стержень 3 магнитной системы 4 с основным магнитным потоком Ф0. При этом первая вспомогательная обмотка 6 через имеющиеся у нее отпайки и соответствующие этим отпайкам тиристорные ключи 8, 9, 10 соединена последовательно-встречно с другой вспомогательной обмоткой 7 и частью 11 первичной обмотки 1, образуя контур автоматического регулирования напряжения вторичной обмотки трансформатора (фиг.2). Тиристорный ключ содержит пару тиристоров 12, 13, параллельно-встречно соединенных между собой. Управляющие электроды тиристоров ключей 8, 9, 10 соединены с известным блоком управления тиристором 14, представляющим собой, например, мостовой формирователь двухполярных импульсов со схемой их переключения (см. книгу Б.И.Горошков. Радиоэлектронные устройства. - М.: «Радио и связь», 1984, стр.290). Для регулируемого трансформатора процесс стабилизации напряжения вторичной обмотки осуществляется следующим образом. При увеличении тока нагрузки увеличивается падение напряжения в обмотках 1, 2 трансформатора, пропорционально уменьшается магнитный поток Ф0 в стержнях 3 и пропорционально увеличивается магнитный поток рассеяния Фs его основных обмоток 1, 2. При этом уменьшается напряжение вторичной обмотки 2 трансформатора. Это вызывает в контуре регулирования разность напряжений между первой вспомогательной обмоткой 6 и суммарным напряжением остальных двух обмоток 7, 11 при открытом, например тиристорном, ключе 9 (фиг.2). Вследствие чего возрастает в стержнях магнитный поток Ф0 и напряжение вторичной обмотки 2 трансформатора, заданный уровень напряжения которой устанавливается при разности напряжений в контуре регулирования, близкой к нулю. То есть процесс регулирования устанавливается при уравнивании напряжения первой вспомогательной обмотки 6 с напряжением части 11 первичной обмотки 1 и напряжением другой вспомогательной обмотки 7, которое изменяется пропорционально магнитному потоку Ф0. При отклонении напряжения питания трансформатора от номинального значения соответственно изменяется напряжение на его первичной 1 и вторичной 2 обмотках. Это вызывает в контуре регулирования разность напряжений соответствующего знака, в соответствии с которым происходит изменение магнитного потока Ф0 и напряжения вторичной обмотки 2 трансформатора, заданный уровень которой устанавливается при разности напряжений в контуре регулирования, близкой к нулю. Для осуществления требуемых режимов сети электроснабжения необходимо изменять уставку заданного напряжения вторичной обмотки 2 трансформатора. Для этого в блоке управления тиристорами 14 осуществляют переключение импульсов управления на требуемый, например тиристорный ключ 9, подключающий отпайку обмотки 6, соответствующую поддержанию номинального напряжения вторичной обмотки трансформатора. При этом на остальных тиристорных ключах импульсы управления отсутствуют, а сами они заперты приложенным к ним напряжением. При переключении импульсов управления на тиристорный ключ 8 уставка напряжения вторичной обмотки 2 становится на 10% выше номинальной, а при переключении на тиристорный ключ 10 - на 10% ниже номинальной. Таким образом, предлагаемый регулируемый трансформатор позволяет по сравнению с известными устройствами обеспечить стабильность напряжения на выводах вторичных обмоток во всех эксплуатационных режимах его работы. 1. Регулируемый трансформатор, содержащий магнитную систему с первичной и вторичной обмотками, вспомогательные обмотки, отличающийся тем, что первая вспомогательная обмотка охватывает каналы магнитного потока рассеяния первичной и вторичной обмоток, а другая вспомогательная обмотка охватывает стержни магнитной системы, при этом вспомогательные обмотки и часть первичной обмотки соединены между собой последовательно и образуют контур автоматического регулирования напряжения вторичной обмотки трансформатора. 2. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что первая вспомогательная обмотка через имеющиеся у нее отпайки и соответствующие им тиристорные ключи соединена последовательно-встречно с другой вспомогательной обмоткой и частью первичной обмотки. www.findpatent.ru Регулировочный трансформатор - это... Что такое Регулировочный трансформатор? Регулировочный трансформатор2.22. Регулировочный трансформатор Регулируемый трансформатор, предназначенный для включения в сеть или в силовой трансформаторный агрегат с целью регулирования напряжения сети или агрегата Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.
Смотреть что такое "Регулировочный трансформатор" в других словарях:
normative_reference_dictionary.academic.ru Регулируемый трансформатор
Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в устройствах для ручной дуговой сварки. Технический результат позволяет улучшить технико-эксплуатационные характеристики. Устройство содержит магнитопровод, первичные и вторичные обмотки, шунт, выполненный из двух клиновидных элементов, средство перемещения шунта. Введен центрирующий элемент, выполненный в продольном сечении в виде равнобочной трапеции. Средство перемещения шунта выполнено из тяги и из траверсы. Концом тяга подсоединена к центрирующему элементу с возможностью его перемещения вдоль продольной оси, а траверса установлена перпендикулярно тяге. Траверса кинематически связана с основаниями клиновидных элементов с возможностью перемещения клиновидных элементов в перпендикулярном магнитопроводу направлении при перемещении центрирующего элемента вдоль продольной оси. 4 з.п. ф-лы, 3 ил. Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для ручной дуговой сварки покрытыми электродами, преимущественно к сварочным трансформаторам как самостоятельным единицам электротехнического оборудования, так и входящих в состав других типов источников питания для ручной дуговой сварки. Изобретение касается наиболее распространенного типа сварочного трансформатора с механическим регулированием сварочного тока при использовании подвижного магнитного шунта. Применение такого вида сварочных трансформаторов по сравнению с трансформаторами с электрическим регулированием сварочного тока позволяет повысить КПД, реализовать более технологичную, компактную конструкцию, обеспечивая при этом быструю и точную регулировку сварочного тока во всем диапазоне регулирования без дополнт существенные недостатки. В частности, применение магнитного шунта в традиционном исполнении (Оборудование для дуговой сварки. Под ред. В.В. Смирнова. Справочное пособие. - Л.: Энергоатомиздат, 1986 г., стр. 363) в виде клепанного или сварного стержня прямоугольного сечения с приводом от винта, закрепленного на магнитопроводе, вызывает сильную вибрацию и шум аппарата в целом, а главное повышенный нагрев шунта, магнитопровода и обмоток, что приводит к снижению продолжительности сварки в заданном цикле времени (ПН%), не позволяя реально использовать сварочные трансформаторы с таким типом магнитного шунта при номинальных сварочных токах более 300 А. При больших токах эффективной становится регулировка тока с использованием подвижных обмоток. Известна так же конструкция магнитного шунта, в которой он выполнен в виде клина (Патент США 3689861, Н 01 F 21/06, опубл. 1972 г.). Причем в этом случае клиновидную форму приобретает и окно магнитопровода, в котором перемещается шунт за счет синхронного разворачивания стержней магнитопровода, на которых намотаны первичная и вторичная обмотки. Таким образом, обеспечивается надежная фиксация шунта в различных положениях. Однако при таком способе расклинивания магнитного шунта нарушается целостность магнитопровода в его сечении, что приводит к серьезным ухудшениям рабочих характеристик трансформатора в целом. Распространены так же трансформаторы, в которых подвижной магнитный шунт состоит из двух частей, закрепленных на общем коромысле, выполненном в виде рессоры, которая обеспечивает расклинивание частей шунта в окнах магнитопровода (Трансформатор ТДМ-180, выпускаемый по ТУ У20732066.061-99.). Такая конструкция разнесенного шунта обеспечивает необходимый эффект по снижению вибрации и температурных нагрузок при малых сварочных токах, но требует применения магнитопровода броневого типа. Применимость трансформаторов с таким типом шунта экономически целесообразна только при небольших сварочных токах до 250 А. При более значительных токах возрастают размеры магнитопровода, вибрации и температурные нагрузки. Наиболее близким устройством является регулируемый трансформатор, содержащий магнитопровод, выполненный, например, стержневого или броневого типа, первичные и вторичные обмотки, расположенные на магнитопроводе, шунт, расположенный между первичными и вторичными обмотками в окне магнитопровода перпендикулярно ему и выполненный из двух клиновидных элементов, выполненных в продольном сечении в виде прямоугольных трапеций, средство перемещения шунта, подсоединенное к клиновидным элементам с возможностью их взаимного перемещения (Патент Российской Федерации 2136461, В 23 К 9/00, Н 01 F 29/00, опубл. 1999 г.). В этой конструкции трансформатора магнитный шунт выполнен в виде блока из двух клиновидных призм, соединенных с общей тягой, которая обеспечивает перемещение шунта в окне магнитопровода и его фиксацию за счет взаимного перемещения призм в продольном направлении. В этом трансформаторе удается достигнуть более значительного снижения уровня вибрации, шума, тепловых нагрузок. Ограничениями устройства являются: - при больших сварочных токах требуются большие усилия для обеспечения расклинивания и фиксации шунта и, как следствие, большая величина нагрузок на стержни магнитопровода; - несимметричный характер нагрузки на стержни магнитопровода при расклинивании вследствие взаимодействия двух клиновидных призм, перемещающихся в продольном, а не в поперечном направлении, что вызывает закручивание стержней магнитопровода и находящихся на нем обмоток; - в связи с перемещением подвижной призмы в продольном направлении относительно внутренней поверхности окна магнитопровода имеет место повреждение и задир пластин стержня магнитопровода и, как следствие, снижение срока эксплуатации устройства; - увеличение зазоров между стержнями магнитопровода и клиновидными призмами вследствие закручивания стержней магнитопровода. Решаемая изобретением задача - улучшение технико-эксплуатационных характеристик. Технический результат, который может быть получен при выполнении изобретения, - снижение усилия при больших сварочных токах до 500 А для обеспечения расклинивания и фиксации шунта и снижение нагрузок на стержни магнитопровода; обеспечение симметричного характера нагрузки на стержни магнитопровода при расклинивании с целью исключения закручивания стержней магнитопровода и находящихся на нем обмоток; увеличение сроков эксплуатации за счет исключения повреждения и задира пластин стержня магнитопровода; исключение зазоров между стержнями магнитопровода и магнитным шунтом из-за закручивания стержней магнитопровода. Для решения поставленной задачи с достижением технического результата в известном регулируемом трансформаторе, содержащем магнитопровод, первичные и вторичные обмотки, расположенные на магнитопроводе, шунт, расположенный между первичными и вторичными обмотками в окне магнитопровода перпендикулярно ему и выполненный из двух клиновидных элементов, выполненных в продольном сечении в виде прямоугольных трапеций, средство перемещения шунта, подсоединенное к клиновидным элементам с возможностью их взаимного перемещения, согласно изобретению введен центрирующий элемент, выполненный в продольном сечении в виде равнобочной трапеции и установленный между клиновидными элементами с возможностью сопряжения и взаимодействия боковых поверхностей центрирующего элемента с наклонными поверхностями клиновидных элементов, при этом средство перемещения шунта выполнено из тяги и из траверсы, концом тяга подсоединена к центрирующему элементу с возможностью его перемещения вдоль продольной оси, а траверса установлена перпендикулярно тяге и кинематически связана с основаниями клиновидных элементов с возможностью перемещения клиновидных элементов в перпендикулярном магнитопроводу направлении при перемещении центрирующего элемента вдоль продольной оси. За счет выполнения устройства описанным выше образом удалось создать магнитный самоцентрирующийся шунт. Возможны дополнительные варианты выполнения устройства, в которых целесообразно, чтобы: - угол наклона боковых поверхностей центрирующего элемента относительно продольной оси был выполнен в диапазоне от 3 до 20o; - средство перемещения шунта было снабжено ходовой гайкой-винтом, установленными в промежутке между концом тяги, подсоединенным к центрирующему элементу, и свободным концом тяги; - траверса кинематически была связана с основаниями клиновидных элементов посредством штырей, закрепленных на основании каждого из клиновидных элементов и установленных соответственно в пазах, выполненных в траверсе в ее продольном направлении; - центрирующий элемент был выполнен с нанесенным изолирующим от вихревых токов покрытием. Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшими вариантами его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи. фиг.1 изображает заявленное устройство; фиг. 2 схематично показывает связь траверсы и клиновидного элемента, вид в круге снизу на фиг.1; фиг. 3 - то же, что фиг.1, в варианте выполнения трехфазного трансформатора. Регулируемый трансформатор (фиг.1) содержит магнитопровод 1, выполненный стержневого типа (фиг.1) или броневого типа (фиг.2). Первичные и вторичные обмотки расположены на магнитопроводе 1 обычным образом, например также, как в ближайшем аналоге, и для простоты на чертежах не показаны. Шунт 2 расположен между первичными и вторичными обмотками в окне магнитопровода 1 перпендикулярно ему. Шунт 2 выполнен из двух клиновидных элементов 3. Клиновидные элементы 3 выполнены в продольном сечении в виде прямоугольных трапеций. Средство 4 перемещения шунта 2 подсоединено к клиновидным элементам 3 с возможностью их взаимного перемещения. В устройство введен центрирующий элемент 5, выполненный в продольном сечении в виде равнобочной трапеции. Центрирующий элемент 5 установлен между клиновидными элементами 3 с возможностью сопряжения и взаимодействия боковых поверхностей центрирующего элемента 5 с наклонными поверхностями клиновидных элементов 3. Средство 4 перемещения шунта 2 выполнено из тяги 6 и из траверсы 7. Концом тяга 6 подсоединена к центрирующему элементу 5 с возможностью его перемещения вдоль продольной оси. Траверса 7 установлена перпендикулярно тяге и кинематически связана с основаниями клиновидных элементов 3. Траверса 7 обеспечивает перемещение клиновидных элементов 3 в перпендикулярном магнитопроводу 1 направлении при перемещении центрирующего элемента 5 вдоль продольной оси. Угол (фиг. 1) наклона боковых поверхностей центрирующего элемента 5 относительно продольной оси выполнен в диапазоне от 3 до 20o. Средство 4 перемещения шунта 2 снабжено ходовой гайкой-винтом 8, установленными в промежутке между концом тяги 6, подсоединенным к центрирующему элементу 5, и свободным концом тяги 6. Траверса 7 кинематически связана с основаниями клиновидных элементов 3 просредством штырей 9 (фиг.1-3). Штыри 9 закреплены на основании каждого из клиновидных элементов 3 и установлены соответственно в пазах 10 (фиг.2), выполненных в траверсе 7 в ее продольном направлении. Для улучшения технических характеристик трансформатора центрирующий элемент 5 выполнен с нанесенным изолирующим от вихревых токов покрытием (на фиг.1, 3 не показано, выполняется обычным образом). Работает устройство (фиг.1, 3) следующим образом. Находясь в незажатом состоянии, шунт 2 свободно устанавливается в требуемом положении окна магнитопровода 1, соответствующем выбранному сварочному току, простым перемещением тяги 6 взад - вперед. Последующие вращения тяги 6 по часовой стрелке, которая через ходовые винт-гайку 8 связана с центрирующим элементом 5, вызывает его перемещение вдоль продольной оси. Клиновидные элементы 3 раздвигаются и надежно фиксируют шунт 2 в окне магнитопровода 1. Поворотом тяги 7 против часовой стрелки шунт 2 расфиксируется и готов для установки в новое положение. Полученный в результате изобретения магнитный самоцентрирующийся шунт выполнен из трех независимых частей: средней части - центрирующего элемента 5 (равнобочного клина с нанесенным изолирующим от вихревых токов покрытием) и двух клиновидных элементов 3, выполняющих функцию боковых зажимов, выполненных в продольном сечении виде прямоугольных трапеций с боковыми скосами по форме клина центрирующего элемента 5. Клиновидные элементы 3 свободно перемещаются под воздействием клина центрирующего элемента 5 в противоположные стороны, причем перемещение центрирующего элемента 5 в продольном направлении относительно боковых зажимов обеспечивает зажатие шунта 2 в проеме окна магнитопровода 1, которое осуществляется за счет применения единой тяги 6, соединенной с центрирующим элементом 5 через винтовую пару: ходовую гайку-винт 8. Применение единой тяги 5, соединенной только с центрирующим элементом 5 магнитного шунта 2 и выполненной по принципу ходовая гайка-винт 8, обеспечивает быструю установку шунта 2 в требуемом положении и его надежную фиксацию. Клиновидные элементы 3 выполняют функцию боковых самоцентрирующих зажимов шунта 2 и кинематически соединены между собой траверсой 7, на которую они устанавливаются с помощью штырей 9, выполняющих функцию быстросъемных разъемов. Штыри 9 имеют возможность перемещаться под действием центрирующего элемента 5 в пазах 10 (фиг.2) вдоль траверсы 7. Штыри 9 могут быть установлены в траверсе 7, например, по свободной посадке, и подсоединены к траверсе 7 замковым соединением, шплинтом или любым другим соединением, обеспечивающим подвижность клиновидных элементов 3. Угол наклона боковых поверхностей центрирующего элемента 5 относительно его продольной оси для различных типов трансформаторов находится в диапазоне от 3 до 20o, что обеспечивает оптимальное соотношение усилия расклинивания и хода клина центрирующего элемента 5 при надежной фиксации шунта 2. Сам же принцип фиксации с использованием клина центрирующего элемента 5 и двух боковых зажимов позволяет придать равноценные симметричные нагрузки на стержни магнитопровода 1, исключить скольжение поверхностей клиновидных элементов 3 по магнитопроводу 1 и, таким образом, его повреждение, снижает усилие затяжки шунта 2, позволяет осуществлять надежную фиксацию шунта 2 при сварочных токах до 500 А при минимальной вибрации и нагреве. Использование изолирующего от вихревых токов покрытия на поверхностях центрирующего элемента 5 значительно уменьшает его нагрев, что особенно важно при больших сварочных токах. Опытные образцы заявленной конструкции для сварочных токов от 130 до 500 А успешно прошли испытания и обеспечили все заданные технические характеристики. Наиболее успешно заявленный регулируемый трансформатор промышленно применим в устройствах для ручной дуговой сварки.Формула изобретения 1. Регулируемый трансформатор, содержащий магнитопровод, первичные и вторичные обмотки, расположенные на магнитопроводе, шунт, расположенный между первичными и вторичными обмотками в окне магнитопровода перпендикулярно ему и содержащий два клиновидных элемента, выполненных в продольном сечении в виде прямоугольных трапеций, и средство перемещения шунта, подсоединенное к клиновидным элементам с возможностью их взаимного перемещения, отличающийся тем, что в шунт введен центрирующий элемент, выполненный в продольном сечении в виде равнобочной трапеции и установленный между клиновидными элементами с возможностью сопряжения и взаимодействия боковых поверхностей центрирующего элемента с наклонными поверхностями клиновидных элементов, при этом средство перемещения шунта выполнено из тяги и из траверсы, концом тяга подсоединена к центрирующему элементу с возможностью его перемещения вдоль продольной оси, а траверса установлена перпендикулярно тяге и кинематически связана с основаниями клиновидных элементов с возможностью перемещения клиновидных элементов в перпендикулярном магнитопроводу направлении при перемещении центрирующего элемента вдоль продольной оси. 2. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что угол наклона боковых поверхностей центрирующего элемента относительно продольной оси выполнен в диапазоне 3 - 20o. 3. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что средство перемещения шунта снабжено ходовой гайкой-винтом, установленными в промежутке между концом тяги, подсоединенным к центрирующему элементу, и свободным концом тяги. 4. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что траверса кинематически связана с основаниями клиновидных элементов посредством штырей, закрепленных на основании каждого из клиновидных элементов и установленных соответственно в пазах, выполненных в траверсе в ее продольном направлении. 5. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что центрирующий элемент выполнен с нанесенным изолирующим от вихревых токов покрытием.РИСУНКИ Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3www.findpatent.ru Последовательный регулировочный трансформатор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1Последовательный регулировочный трансформаторCтраница 1 Последовательные регулировочные трансформаторы должны устанавливаться в непосредственной близости от регулируемых трансформаторов. Следует предусматривать возможность их перекатки по общему пути. [1] Последовательные регулировочные трансформаторы устанавливают у линейных вводов или в нейтрали нерегулируемых автотрансформаторов. [2] Последовательные регулировочные трансформаторы должны устанавливаться в непосредственной близости от регулируемых трансформаторов. Следует предусматривать возможность их перекатки по общему пути. [3] Разновидностью последовательного регулировочного трансформатора является линейный трансформатор для поперечного р егулиров ания ( рис. 21 - 15), позволяющий сдвигать по фазе напряжение сети, не изменяя его значения. Для этого регулируемый трансформатор 4 присоединяют к линейному напряжению двух других фаз. [5] Разновидностью последовательного регулировочного трансформатора является линейный трансформатор для поперечного регулирования ( рис. 22.13), позволяющий сдвигать по фазе напряжение сети, не изменяя его значения. Для этого регулируемый трансформатор 4 присоединяют к линейному напряжению двух других фаз. [7] Одним из видов последовательных регулировочных трансформаторов являются линейные регуляторы, которые включаются последовательно в линию, обеспечивая регулирование напряжения в пределах ( 10 - 15) и. [8] Для регулирования напряжения под нагрузкой на мощных трансформаторах и автотрансформаторах применяются также последовательные регулировочные трансформаторы. [9] Линейный регулятор ( ЛР) ( рис. 1 - 11) представляет собой последовательный регулировочный трансформатор. [10] Для автотрансформаторов с ответвлениями в нейтрали для регулирования напряжения или предназначенных для работы с последовательными регулировочными трансформаторами допустимое повышение напряжения должно быть определено заводом-изготовителем. [11] Для автотрансформаторов с ответвлениями в нейтрали для регулирования напряжения или предназначенных для работы с последовательными регулировочными трансформаторами допустимое повышение напряжения определяется по данным завода-изготовителя. [12] Для автотрансформаторов с ответвлениями в нейтрали для регулирования напряжения или предназначенных для работы с последовательными регулировочными трансформаторами допускаемое повышение напряжения определяется по данным завода-изготовителя. [13] Для автотрансформаторов с ответвлениями в нейтрали для регулирования напряжения или предназначенных для работы с последовательными регулировочными трансформаторами допустимое повышение напряжения должно быть определено заводом-изготовителем. [14] Управлять потоками Р и Q в контурах или ветвях, изменяя комплексные коэффициенты трансформации линейных регуляторов ( последовательных регулировочных трансформаторов), эффективно, если последние включены в контуры, образованные линиями разных напряжений. [15] Страницы: 1 2 www.ngpedia.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
