Трансформаторы с плавным регулированием напряжения. Трансформатор регулируемыйРегулируемый трансформатор - RadioRadarЭлектропитание Главная Предлагаемое устройство - сетевой трансформатор с большим числом переключаемых вторичных обмоток. Его выходное напряжение можно регулировать тремя переключателями от 0 до 399 В с шагом 1 В. Положение переключателей наглядно отображает номинальное значение выходного напряжения. В радиолюбительской литературе описан ряд конструкций регулируемых трансформаторов и автотрансформаторов. В статье [1] предложен автотрансформатор на основе сетевого трансформатора от ламповых телевизоров ТС-180, в котором регулирование выходного напряжения осуществляют переключением обмоток. В книге [2] нас. 173, 174 рассказано о лабораторном автотрансформаторе, который может работать и как трансформатор, когда выходное напряжение снимается с вторичных обмоток, гальванически не соединённых с первичной (сетевой). Его выходное напряжение можно регулировать переключателями в пределах 1 ...347 В с шагом 1 В. В поддиапазоне 1...127 В имеется гальваническая развязка выхода от питающей сети. Но в других поддиапазонах она отсутствует, что является недостатком этого устройства. Весьма простая конструкция регулируемого сетевого трансформатора с большим числом переключаемых вторичных обмоток описана в статье [3]. Достоинство этого устройства - гальваническая развязка выхода от сети во всём интервале регулирования выходного напряжения 1.465 В с тем же шагом. Выходным напряжением управляют с помощью тумблеров, каждому из которых соответствует определённое значение напряжения. Выходное напряжение равно сумме значений всех включённых тумблеров. Общий недостаток этих устройств - необходимость выполнения арифметических операций для установки требуемого выходного напряжения. При разработке предлагаемого устройства была поставлена задача упрощения установки выходного напряжения так, чтобы его значение наглядно определялось положением трёх переключателей: один - для сотен вольт, второй - для десятков, третий - для единиц. Именно такая конструкция и предлагается вниманию читателей. Основные технические характеристики Номинальное входное напряжение, В ..................220 Выходное напряжение, В ......0.399 Шаг регулировки выходного напряжения, В .................. 1 Максимальный выходной ток, А, при выходном напряжении 1 ...99 В...................0,68 100...199 В................0,34 200...399 В................0,17 Габариты, мм...........120x170x105
Рис. 1 Схема предлагаемого устройства показана на рис. 1. Основа его - сетевой трансформатор Т1 с одной первичной (I) и двенадцатью вторичными обмотками (II-XIIl). Каждая вторичная обмотка может быть включена или не включена в выходную цепь контактами соответствующего реле, как и в устройстве [3]. Обмотки реле K1-K12 получают питание от одной из вторичных обмоток (VII) трансформатора Т1 через диодный мост VD1-VD4. Диоды VD5- VD16 подключены к обмоткам реле с целью подавления импульсов ЭДС самоиндукции при прерывании тока через обмотки. Но отличие предлагаемого устройства в том, что ряд значений напряжения вторичных обмоток выбран другим, а для управления реле использованы переключатели SA2- SA4 и дешифраторы на диодах VD17- VD34, что позволило получить наглядную индикацию значения выходного напряжения по положению переключателей . Устройство работает так. Когда все переключатели SA2-SA4 установлены в положение "0", обесточены обмотки всех реле, их контактами все вторичные обмотки трансформатора Т1 отключены от выхода. При переключении SA4 в положение "100" подаётся питание на обмотку реле K11, которое своими контактами K11.1 подключает обмотку XII с напряжением 100 В к выходу. Переключение SA4 в положение "200" аналогично с помощью реле K12 подключает к выходу обмотку XIII с напряжением 200 В. В положении "300" через диоды VD17 и VD18 питание подаётся на обмотки обоих реле K11 и K12, контакты которых включают в выходную цепь обе обмотки XII и XIII. Так как они соединяются при этом синфазно-последовательно, напряжение на выходе равно 300 В. Переключателем SA3 устанавливают выходное напряжение с шагом 10 В. В положении "10" в выходную цепь включается обмотка VII через контакты K6.1. В положениях "20"..."50" - одна из обмоток VIII-XI. В положении "60" через диоды VD23 и VD28 питание подаётся на обмотки двух реле K6 и K10, контакты которых включают в выходную цепь синфазно-последовательно соединённые обмотки VII и XI с суммарным напряжением 60 В. В положениях "70"..."90" в выходную цепь также включаются две обмотки трансформатора Т1 с соответствующим суммарным напряжением. Переключателем SA2 аналогично устанавливают выходное напряжение с шагом 1 В. В выходную цепь включаются одна или две из обмоток I-VI трансформатора Т1 с помощью реле K1 -K5. В случае, когда столь мелкий шаг регулирования выходного напряжения не требуется, устройство можно существенно упростить, не наматывая эти обмотки и не устанавливая SA2, реле K1-K5 и диоды VD5-VD9, VD19- VD22, VD27, VD29, VD31, VD33.
Рис. 2 Сетевой трансформатор Т1 - переделанный 080-481 55-01 GP0651 CLASS B VIKING B-2 от бесперебойного источника питания Mustek 600-USB (рис. 2). Вначале при номинальном сетевом напряжении на его первичной обмотке были измерены значения напряжения на его вторичных обмотках. Затем маг-нитопровод был разобран, а вторичные обмотки смотаны с подсчётом числа витков. В результате деления числа витков на напряжение получен результат: 2,8 витка на вольт. Для компенсации падения напряжения под нагрузкой число витков вторичных обмоток увеличено до трёх витков на вольт. Именно с этим коэффициентом намотаны проводом ПЭВ-2 новые вторичные обмотки. При их намотке желательно маркировать начала и концы, чтобы обеспечить правильную фазировку при подключении. Габаритная мощность применённого трансформатора - около 84 ВА. Число витков и диаметр провода вторичных обмоток приведены в таблице. Меж-слойная изоляция обмоток выполнена фторопластовой лентой ФУМ.
Все реле 833H-1C-F-C 12В можно заменить другими, контакты которых рассчитаны на коммутацию напряжения не менее 400 В и тока не меньше 0,7 А. Пульсации напряжения питания не влияют на работу применённых реле из-за их инерционности, но могут вызвать "жужжание". В случае использования других реле, а также для подавления "жужжания", возможно, потребуется к выходу диодного моста VD1 - VD4 подключить сглаживающий конденсатор, ёмкость которого подбирают экспериментально. Максимально одновременно включаются не больше шести реле, поэтому диоды выпрямительного моста VD1-VD4 должны выдерживать ток обмоток шести реле. Остальные диоды - одного реле. Конденсатор С1 - плёночный из серии К73-17.
Рис. 3 Внешний вид предлагаемого устройства показан на рис. 3. Видно, что при положениях переключателей 392 В вольтметр показывает 369 В. Это произошло от того, что в момент фотографирования в сети было пониженное напряжение. И лишь при номинальном сетевом напряжении 220 В показания мультиметра и переключателей совпадут. Эта особенность характерна и для упомянутых выше конструкций [1-3]. Правильно смонтированное устройство не требует налаживания. Однако необходимо убедиться в правильности подключения вторичных обмоток (II- XIII) трансформатора Т1. Для этого проверяют изменение выходного напряжения при перемещении каждого переключателя из положения "0" в максимальное при фиксированных положениях остальных переключателей. Выходное напряжение должно увеличиваться на напряжение подключаемой обмотки. В противном случае обмотка подключена неправильно, её выводы необходимо поменять местами. Автор использовал регулируемый трансформатор для налаживания стабилизаторов сетевого напряжения (в том числе установки порогов срабатывания их компараторов), определения интервала изменения входного напряжения малогабаритных импульсных источников питания и для подбора люминесцентных светильников, работоспособных при наименьшем напряжении питания. Устройство безотказно работает с начала 2008 г. Литература 1. Солоненко В. Автотрансформатор на основе ТС-180. - Радио, 2006, № 5, с. 36. 2. Евсеев А. Н. Полезные схемы для радиолюбителей. - М.: СОЛОН-Р, 1999. 3. Мороз К. Регулируемый трансформатор на основе ЛАТР. - Радио, 2008, № 8, с. 25, 26. Автор: С. Бутрименко, г. Киев, Украина Дата публикации: 19.11.2013 Мнения читателейНет комментариев. Ваш комментарий будет первый. Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу: www.radioradar.net Регулируемый трансформатор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1Регулируемый трансформаторCтраница 1 Регулируемые трансформаторы предназначены для плавного изменения напряжения на нагрузке и для создания стабилизаторов напряжения ( стабилизированных трансформаторов), не только трансформирующих напряжение, но и стабилизирующих его. [1] Регулируемые трансформаторы могут быть использованы также как исполнительные органы стабилизаторов напряжения. [3] Регулируемые трансформаторы предназначены для плавного изменения напряжения на нагрузке и для создания стабилизаторов напряжения ( стабилизированных трансформаторов), не только трансформирующих напряжение, но и стабилизирующих его. [4] Регулируемые трансформаторы с подмагничиванием постоянным током расходуют значительно больше активных материалов, чем обычные трансформаторы на ту же мощность, особенно при большой кратности регулирования. [6] Регулируемые трансформаторы безусловно требуются по техническим условиям во всех узлах, к которым присоединены распределительные сети. Регулируемыми должны быть и трансформаторы, которыми присоединяются к питающим сетям генераторы электрических станций, имеющие шины генераторного напряжения. Вопрос о регулировании коэффициента трансформации на блочных электростанциях требует дополнительного исследования. [7] Регулируемые трансформаторы и автотрансформаторы дают ьозможность взаимно независимо изменять уровни напряжения к электрических сетях разных ступеней трансформации, дают возможность изменять распределение реактивной мощности в электрической системе, позволяют оптимизировать рабочий режим энергосистемы, за исключением задачи улучшения условий работы неоднородных замкнутых участков сети. [8] Регулируемые трансформаторы напряжением 6 - 20 / 0 4 - - 0 66 кВ следует применять в тех случаях, когда использование других средств регулирования ( например, батарей статических конденсаторов) окажется недостаточным или экономически неоправданным. [10] Регулируемые трансформаторы предназначены для плавного изменения напряжения на нагрузке и для создания стабилизаторов напряжения ( стабилизированных трансформаторов), не только трансформирующих напряжение, но и стабилизирующих его. [11] Регулируемые трансформаторы, автотрансформаторы и вольтодобавоч-ные трансформаторы используются для деления сетей большой протяженности на отдельные части, независимые друг от друга по напряжению. [13] Регулируемые трансформаторы - основные и наиболее простые средства централизованного регулирования напряжения в сетях промпредприятий. Регулируемые трансформаторы напряжением 6 - 20 / 0 4 - 0 66 кВ следует применять в тех случаях, когда использование других средств регулирования ( например, батарей статических конденсаторов) окажется недостаточным или экономически неоправданным. [15] Страницы: 1 2 3 4 5 www.ngpedia.ru Глава 5. Трансформаторные устройства специального назначения § 5.1. Трансформаторы с плавным регулированием напряженияДля плавного регулирования напряжения возможно применение скользящих по поверхности витков обмотки контактов, аналогично тому, как это сделано в регулировочном автотрансформаторе (см. рис. 3.5). При этом плавность регулировки ограничивается значением напряжения между двумя смежными витками (0,5—1,0 В). По такому принципу выполняют однофазные и трехфазные трансформаторы и автотрансформаторы мощностью до 250 кВ-А. Однако наличие скользящих контактов снижает надежность и ограничивает применение этих трансформаторов. Более надежны бесконтактные конструкции регулировочных трансформаторов. Рассмотрим некоторые из них. Трансформатор с подвижным сердечником. Первичная обмотка этого трансформатора. выполнена из двух катушек, уложенных в кольцевых выемках магнитопровода (рис. 5.1, а). Катушки w’1 и w’2 включены так, что создают магнитные потоки, направленные встречно друг другу. Внутри неподвижной части магнитопровода расположен подвижный сердечник ПС со вторичной обмоткой w2. При среднем положении ПС в обмотке w2 не наводится ЭДС, так как действие первичных катушек взаимно компенсируется.
Рис. 5.1. Трансформатор с подвижным сердечником При смещении ПС влево или вправо от среднего положения вторичной обмотки в последней наводится ЭДС . При этом фаза (направление) зависит от того в зоне какой из первичных катушек находится вторичная обмотка: при перемещении этой обмотки из зоны одной первичной катушки в зону другой катушки фаза ЭДС изменится на 180°. Если такой трансформатор включить в сеть аналогично вольтдобавочному трансформатору (см. § 1.15), как это показано на рис. 5.1,6, то, изменяя положение сердечника вторичной обмотки (ПС), можно плавно регулировать вторичное напряжение (продольное регулирование) Трансформатор, регулируемый подмагничиваннем шунтов. В последнее время получили применение трансформаторы и автотрансформаторы, регулируемые подмагничиванием шунтов и обозначаемые соответственно ТРПШ и АРПШ. Рассмотрим принцип действия однофазного трансформатора ТРПШ. Магнитопровод трансформатора состоит из четырех стержней (рис. 5.2, а): двух крайних, называемых главными стержнями, и двух средних, называемых шунтами. Первичная обмотка состоит из трех катушек: две катушки (w’1г и w’’1г) расположены на главных (крайних) стержнях и одна катушка (w2ш) — на шунтах. При этом все три катушки соединены последовательно и согласно. Вторичная обмотка также состоит из трех последовательно соединенных катушек (w’2Г, w’’2T и w2ш ), расположенных аналогично первичным, но катушка w2ш включена встречно относительно катушек w’2r и w’’2r. Кроме катушек переменного тока ТРПШ имеет две катушки постоянного тока — катушки подмагничивания wп, расположенные на шунтах и соединенные последовательно. При включении первичной обмотки в сеть переменного тока катушки w’1г и w"1r создают переменный магнитный поток Фг, который замыкается по главным стержням и ярмам, сцепляется с катушками w’2r и w’’2r и наводит в них ЭДС и . Катушка w1ш также создает переменный магнитный поток Фш, разделенный на две части, каждая из которых замыкается по одному из шунтов и одному из главных стержней. При этом в одном из стержней (правом) потоки и складываются, а в другом (левом) — вычитаются. Магнитный поток , сцепляясь с катушкой w2ш, наводит в ней ЭДС E2ш, но так как w2ш включена встречно вторичным катушкам главных стержней, то напряжение на выходе трансформатора (5.1)
Рис. 5.2. Трансформатор, регулируемый подмагничиванием При прохождении постоянного тока по катушкам подмагничивания wп возрастает магнитное насыщение шунтов, при этом их магнитное сопротивление увеличивается и магнитный поток Фш шунтов уменьшается. В итоге уменьшается ЭДС , что ведет к росту вторичного напряжения (5.1). Следовательно, плавному изменению постоянного тока в цепи подмагничивания соответствует плавное изменение напряжения на выходе ТРПШ (рис. 5.2, б). Электрическое управление вторичным напряжением трансформатора упрощает дистанционное управление трансформатором или же его автоматизацию. Наряду с однофазными существуют трехфазные ТРПШ и АРПШ. studfiles.net регулируемый трансформатор - это... Что такое регулируемый трансформатор? регулируемый трансформатор3.24 регулируемый трансформатор: Трансформатор, допускающий регулирование напряжения одной или более обмоток при помощи специальных устройств, встроенных в конструкцию трансформатора. 2.19. Регулируемый трансформатор Трансформатор, допускающий регулирование напряжения одной или более обмоток при помощи специальных устройств, встроенных в конструкцию трансформатора Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.
Смотреть что такое "регулируемый трансформатор" в других словарях:
normative_reference_dictionary.academic.ru Регулируемый трансформатор
Использование: в электротехнике. Сущность: управляемый трансформатор имеет магнитную систему, состоящую из n (n 1, 3, 4.) магнитопроводов, содержащих два стержня и два ярма. Первые стержни каждого магнитопровода охвачены (n + 1)-й катушкой, имеющей вторичную и одну часть первичной обмотки, при этом стержни изолированы друг от друга. Каждый второй стержень охвачен катушкой, содержащий другую часть первичной обмотки, равной n частям первой части первичной обмотки. Вход каждой второй части первичной обмотки снабжен управляющим ключом, а выходы вторых частей первичной обмотки соединены между собой и с выходом первой части первичной обмотки. Приведены электрические схемы устройства и даны основные технические характеристики высоковольтного управляемого трансформатора. В устройстве предусматривается возможность управлять импульсами в двоичном коде высоковольтным выходным напряжением. 1 з. п. ф-лы, 5 ил. Изобретение относится к электротехнике. Для получения регулируемого по амплитуде высоковольтного напряжения в первичную цепь высоковольтного трансформатора включают либо автотрансформатор, либо тиристорное устройство [1] Управление автотрансформатором осуществляется, как правило, механическим устройством. Основные недостатки такого типа управления инерционность, ненадежность, недолговечность. Тиристорное управление не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к качеству (синусоидальности) выходного высоковольтного напряжения. Такие преобразователи искажают синусоидальную форму выходного напряжения, и появляются гармоники высших порядков, вследствие чего увеличивается индуктивное сопротивление трансформатора, растут потери, падает КПД. Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство [2] в котором регулируемый трансформатор снабжен коммутационным элементом с цифровым устройством управления, сечения частей магнитопровода и числа витков первичных обмоток выполнены различными, так что числа витков каждой первичной обмотки пропорционально отношению сечения магнитопровода к сечению соответствующей части магнитопровода, первичные обмотки подключены к коммутационному устройству с целью регулирования выходного напряжения трансформатора в соответствии с двоичным кодом, исчисления числа витков первичных обмоток выполнены в соотношении 1:2:4:8 и т.д. Однако такое устройство имеет недостатки, заключающиеся в следующем. Асимметрия формы трансформатора накладывает существенные затруднения в способе стяжки магнитопровода, что приводит к увеличению массогабаритных характеристик устройства. Но основной недостаток заключается в том, что первичные и вторичная обмотки расположены на разных стержнях, а это, как известно, недопустимо, так как при этом значительно повышаются потоки рассеяния и резко снижаются вторичная мощность и КПД. Изобретение направлено на создание трансформатора, у которого отсутствуют перечисленные недостатки. Задача решается тем, что магнитная система выполнена пространственно из n магнитопроводов, пристыкованных друг к другу одними изолированными друг от друга стержнями, образуя единый магнитный элемент, первичная обмотка выполнена из n+1 секций, где n секций расположены каждая на отдельном стержне каждого магнитопровода, а (n+1)-я секция первичной обмотки и вторичная обмотка расположены на общем магнитном элементе, а ключи соединены последовательно с n секциями первичной обмотки и параллельно между собой и последовательно с (n+1)-й секцией первичной обмотки. Благодаря такому выполнению трансформатора исключаются механические устройства, регулирующие величину выходного напряжения, синусоидальная форма напряжения не искажается, увеличивается КПД, уменьшаются массогабаритные характеристики трансформатора. Кроме того, появляется возможность регулировать высоковольтное напряжение сигналами, подаваемыми с ЭВМ в двоичном коде. Конструкция магнитопровода такова, что центральная катушка, имеющая часть первичной и вторичную обмотки, охватывает стержни элементарных магнитопроводов, магнитные потоки в которых не перекрываются. На вторых стержнях размещаются катушки с оставшейся частью первичной обмотки. Эти обмотки соединены между собой параллельно, а все вместе с второй частью первичной обмотки, размещенной на центральной катушке последовательно. Таким образом, магнитные потоки в каждом элементарном магнитопроводе циркулируют независимо, но объединены индуктивной связью вторичной обмоткой. Питание в первичную цепь подается через управляющие ключи, которые позволяют программным путем менять как величину текущего тока через части первичной обмотки, так и его направление. Тем самым появляется возможность, не изменяя амплитуды входного напряжения, ступенчато регулировать амплитуду напряжения во вторичной цепи. Когда управление ключами производится в момент прохождения тока через ноль, то форма выходного напряжения не искажается, отсутствуют условия для возникновения гармоник высших порядков. Общеизвестно, что мощность трансформатора зависит от величины поперечного сечения стержня как от одного из параметров. Предлагаемая форма магнитопровода, не изменяя поперечного сечения стержней, уменьшает его вес Р на величину, равную P 4a (a b) d 4 nb (n-1)d, где d удельный вес железа; a, b сторона квадрата поперечного сечения стержня П-образного и предлагаемой формы магнитопровода; n число элементарных магнитопроводов. В силу того, что первичная обмотка находится на n+1 катушках, улучшаются условия теплообмена в обмотках, и это позволяет увеличить удельную плотность тока в обмотках, что приводит к уменьшению веса обмотки. Отсутствие гармоник высших порядков, улучшение условий теплообмена в магнитопроводе и катушках приводит к повышению КПД трансформатора. На фиг. 1 представлен пятикатушечный (n 4) высоковольтный регулируемый трансформатор, вид сверху; на фиг.2 изображена электрическая схема трехкатушечного регулируемого трансформатора; на фиг.3 четырехкатушечного; на фиг. 4 (n+1)-катушечного; на фиг.5 временная диаграмма открытых состояний управляющих ключей: а при выходном напряжении V 1, б V2, в V 3 отн.ед. Изобретение может быть осуществлено устройством, содержащим три катушки и два элементарных магнитопровода, электрическая схема которого представлена на фиг.2. Такого типа трансформаторы могут быть использованы в тех случаях, когда крупноступенчатая регулировка выходного напряжения, т.е. первая ступень составляет 0,5 Uвых. Когда достаточно иметь в первой ступени величину выходного напряжения равной 0,33 Uвых, можно использовать четырехкатушечный трансформатор с тремя элементарными магнитопроводами, схема такого трансформатора изображена на фиг.3. Для примера рассмотрим пятикатушечный трансформатор с четырьмя элементарными магнитопроводами, стержни 1 (фиг.1-4) которых охватываются каждой катушкой 2 секцией 3 первичной обмотки. Вторая часть 4 первичной обмотки, которая находится на четырех стержнях 5, магнитоизолированных между собой прокладками 6, с числом витков в четырех раза меньше относительно секции 3 находится на одной катушке 7 с вторичной обмоткой 8. Вторичная обмотка и ее изоляция выполнены на выходное напряжение, равное 20 кВ. Входы секций 3 первичных обмоток соединены с управляемыми ключами 9, которые связаны с задающим генератором 10, а выходы соединены между собой и с входом второй частью 4 первичной обмотки. Клеммы 11 являются входными клеммами, а клеммы 12 выходными. Работает такой трансформатор следующим образом. На клеммы 11 подается переменное напряжение постоянной амплитуды. При срабатывании хотя бы одного из ключей 9 (фиг.5а,б,в) в первичной цепи 3, 4 появляется ток, в катушках 2, 7 возникает переменное магнитное поле и в силу закона сохранения в стержнях 1 и 5 образуются равные магнитные потоки, а во вторичной высоковольтной обмотке 8 индуцируется переменная ЭДС, величина Uвых которого пропорциональна не только амплитуде входного напряжения, но и числу работающих секций 3 первичной обмотки. Задающий генератор 10 по заданной программе включает ключи 9, обеспечивая в элементарных магнитопроводах магнитные потоки, которые в силу имеющейся прокладки 6 из изоляционного материала не взаимодействуют между собой. Наличие индуктивной связи между первичной 4 и вторичной 8 обмотками в катушке 7 обуславливает на клеммах 12 высоковольтное напряжение. Режим работы управляющих ключей синхронно связан с временем перехода тока через ноль (фиг.5), т.е. ключи включаются и выключаются только при переходе тока через ноль. Тем самым создаются благоприятные условия для работы трансформатора: отсутствуют условия возникновения перенапряжений и появления гармоник высших порядков. Промышленная применимость может быть подтверждена на примере конкретного исполнения заявленного устройства. Рассмотрим пятикатушечный трансформатор (фиг. 1). Поперечное сечение каждого из четырех магнитопроводов равно 25х25 мм, первичная обмотка имеет W 88х4+22 витка, вторичная имеет W 16000 витков, частота тока 400 Гц, V 220 В. Первичные обмотки намотаны проводом диаметром 2 мм, вторичная 0,2 мм. На выходе такого трансформатора трансформируется напряжение, которое удовлетворяет требованиям плавного изменения напряжения на выходе каскадного генератора.Формула изобретения 1. РЕГУЛИРУЕМЫЙ ТРАНСФОРМАТОР, содержащий магнитную систему, состоящую из n (где n 2,3,4,) магнитопроводов с первичной и вторичной обмотками, управляющий элемент, имеющий ключи, каждый из которых подключен к отдельной секции одной из обмоток, отличающийся тем, что магнитная система выполнена пространственной из N магнитопроводов, пристыкованных друг к другу одними изолированными друг от друга стержнями, образуя единый магнитный элемент, первичная обмотка выполнена из n+1 секций, из которых n секций расположены каждая на отдельном стержне каждого магнитопровода, а (n+1)-я секция первичной обмотки и вторичная обмотка расположены на общем магнитном элементе. 2. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что ключи соединены последовательно с n секциями первичной обмотки и параллельно между собой и последовательно с (n+1)-й секцией первичной обмотки.РИСУНКИ Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5www.findpatent.ru
Полезная модель относится к области электротехники, а именно - к силовым трансформаторам. Регулируемый трансформатор 1 содержит магнитопровод 2 с расположенными на нем обмотками высшего 3 и низшего 4 напряжения. Обмотки высшего 3 и низшего 4 напряжения выполнены из «n» соответственно одинаковых катушек 5 и 7, соединенных между собой через контакты коммутирующего устройства. Возможность отключения части катушек обмоток трансформатора в периоды малых нагрузок позволяет экономить электрическую энергию за счет уменьшения потерь холостого хода. Полезная модель предназначена для промышленных и тяговых трансформаторных электроподстанций. 1 п. ф-лы, 2 ил. Полезная модель относится к области электротехники, а более точно - к силовым трансформаторам. Известно, что в настоящее время на тяговых электроподстанциях электрифицированных железных дорог мощность установленных силовых трансформаторов, как правило, существенно превышает мощность, необходимую для пропуска грузовых и пассажирских поездов. Это относится в основном к железным дорогам Российской Федерации, прилегающих к границам государств СНГ, с которыми по ряду причин железнодорожное сообщение ограничено или прекращено совсем. При этом потери холостого хода в магнитопроводе трансформатора, 98-99% которых составляют потери мощности, расходуемые на потери от гистерезиса и вихревых токов, будут у силовых трансформаторов тяговых электроподстанций такими же как и в номинальном режиме работы. Это приводит к большим и непроизводительным затратам электроэнергии, что существенно повышает стоимость грузовых и пассажирских перевозок по железной дороге. Известно, что потери холостого холостого хода зависят от приложенного к первичной обмотке напряжения и номинальной его мощности, которую снижать нежелательно, так как в скором времени интенсивность движения поездов на многих участках может возрости до прежнего уровня или даже превысить его. Неэкономичность перевозок по железной дороге из-за малой загрузки силовых трансформаторов тяговых подстанций является в настоящее время серьезной проблемой. Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства является регулируемый трансформатор (а.с. СССР №1403118 МПК Н01F 29/02, 1988). Недостатком данного регулируемого трансформатора является невозможность регулирования его мощности в сторону ее понижения при малых нагрузках, что приводит к непроизводительным потерям электрической энергии. Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, является снижение непроизводительных потерь электрической энергии и повышение экономичности железнодорожных перевозок при незначительной интенсивности движения по участку между соседними тяговыми электроподстанциями. Указанный технический результат достигается тем, что в регулируемом трансформаторе, содержащем магнитопровод с размещенными на нем обмотками высшего и низшего напряжения, согласно полезной модели, обмотки высшего и низшего напряжения выполнены из «n» соответственно одинаковых параллельно соединенных катушек, причем «n», по меньшей мере, равно двум, соединенных между собой через контакты коммутирующего устройства, например, контакты высоковольного разъединителя. Сущность технического решения, лежащего в основе полезной модели, поясняется чертежами (фиг.1 и фиг.2), на которых представлена схема подключения обмоток регулируемого трансформатора к сети и нагрузке. Схема регулируемого трансформатора с секционированной первичной обмоткой представлена на фиг.1. Схема регулируемого трансформатора с секционированными первичной и вторичной обмотками изображена на фиг.2. Регулируемый трансформатор 1 (фиг.1) содержит магнитопровод 2 с размещенными на нем обмотками высшего 3 и низшего 4 напряжения. Обмотка высшего напряжения 3 состоит из двух одинаковых катушек 5, соединенных параллельно контактом 6, например, разъединителя. На фиг.2 показано то же, но обмотка высшего напряжения 4 состоит из двух отдельных одинаковых катушек 7, соединенных параллельно контактом 8, например, разъединителя. Остальные обозначения на фиг.2 те же, что и на фиг.1. Заметим, что обмотки высшего и низшего напряжения делятся на равное количество катушек каждая. Причем отдельные, одинаковые катушки 5 обмотки высшего напряжения отличаются от отдельных, одинаковых катушек 7 обмотки низшего напряжения. Заявляемая полезная модель имеет следующий принцип действия. При уменьшении нагрузки, загруженность трансформатора мала (доли от номинальной нагрузки). В этом случае потери холостого хода (потери в магнитопроводе) будут такими же, как и в номинальном режиме работы. Если при помощи контакта 6 (фиг.1 и фиг.2) отключить от источника напряжения одну из катушек 5 обмотки высшего напряжения, то полная мощность трансформатора будет снижаться, что приведет к уменьшению потерь холостого хода и увеличению коэффициента полезного действия. Целесообразно и секционирование обмотки низшего напряжения (фиг.2) и отключение контактов 8 при малых нагрузках трансформатора. Ширина диапазона регулирования мощности трансформатора увеличивается в том случае, если его обмотка высшего напряжения выполнена из «n» одинаковых катушек, часть которых может подключаться или отключаться в зависимости от графика нагрузки трансформатора. В этом случае также обеспечивается снижение потерь электроэнергии и повышение коэффициента полезного действия трансформатора. По сравнению с известным ранее регулируемым трансформатором достигнута возможность регулирования мощности трансформатора в сторону ее понижения в периоды малых нагрузок. Это позволит экономить электрическую энергию на тяговых подстанциях и понизить стоимость перевозок железнодорожным транспортом. Регулируемый трансформатор, содержащий магнитопровод с размещенными на нем обмотками высшего и низшего напряжения, отличающийся тем, что обмотки высшего и низшего напряжения выполнены из «n» соответственно одинаковых, параллельно включенных катушек, соединенных между собой контактами коммутирующего устройства, например, разъединителя.
poleznayamodel.ru Трансформаторы с плавным регулированием напряжения⇐ ПредыдущаяСтр 15 из 85Следующая ⇒
Для плавного регулирования напряжения возможно применение скользящих по поверхности витков обмотки контактов, аналогично тому, как это сделано в регулировочном автотрансформаторе (см. рис. 3.5). При этом плавность регулировки ограничивается значением напряжения между двумя смежными витками (0,5—1,0 В). По такому принципу выполняют однофазные и трехфазные трансформаторы и автотрансформаторы мощностью до 250 кВ-А. Однако наличие скользящих контактов снижает надежность и ограничивает применение этих трансформаторов. Более надежны бесконтактные конструкции регулировочных трансформаторов. Рассмотрим некоторые из них. Трансформатор с подвижным сердечником.Первичная обмотка этого трансформатора. выполнена из двух катушек, уложенных в кольцевых выемках магнитопровода (рис. 5.1, а). Катушки w’1и w’2включены так, что создают магнитные потоки, направленные встречно друг другу. Внутри неподвижной части магнитопровода расположен подвижный сердечник ПС со вторичной обмоткой w2. При среднем положении ПС в обмотке w2не наводится ЭДС, так как действие первичных катушек взаимно компенсируется.
Рис. 5.1. Трансформатор с подвижным сердечником При смещении ПС влево или вправо от среднего положения вторичной обмотки в последней наводится ЭДС Трансформатор, регулируемый подмагничиваннем шунтов.В последнее время получили применение трансформаторы и автотрансформаторы, регулируемые подмагничиванием шунтов и обозначаемые соответственно ТРПШ и АРПШ. Рассмотрим принцип действия однофазного трансформатора ТРПШ. Магнитопровод трансформатора состоит из четырех стержней (рис. 5.2, а): двух крайних, называемых главными стержнями, и двух средних, называемых шунтами. Первичная обмотка состоит из трех катушек: две катушки (w’1г и w’’1г) расположены на главных (крайних) стержнях и одна катушка (w2ш) — на шунтах. При этом все три катушки соединены последовательно и согласно. Вторичная обмотка также состоит из трех последовательно соединенных катушек (w’2Г, w’’2Tи w2ш ), расположенных аналогично первичным, но катушка w2ш включена встречно относительно катушек w’2r и w’’2r. Кроме катушек переменного тока ТРПШ имеет две катушки постоянного тока — катушки подмагничивания wп, расположенные на шунтах и соединенные последовательно. При включении первичной обмотки в сеть переменного тока катушки w’1г и w"1rсоздают переменный магнитный поток Фг, который замыкается по главным стержням и ярмам, сцепляется с катушками w’2r и w’’2r и наводит в них ЭДС
Рис. 5.2. Трансформатор, регулируемый подмагничиванием При прохождении постоянного тока по катушкам подмагничивания wпвозрастает магнитное насыщение шунтов, при этом их магнитное сопротивление увеличивается и магнитный поток Фш шунтов уменьшается. В итоге уменьшается ЭДС Электрическое управление вторичным напряжением трансформатора упрощает дистанционное управление трансформатором или же его автоматизацию. Наряду с однофазными существуют трехфазные ТРПШ и АРПШ.
Читайте также:
lektsia.com |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
Радиолюбителю 
. При этом фаза (направление) 
и 
. Катушка w1ш также создает переменный магнитный поток Фш, разделенный на две части, каждая из которых замыкается по одному из шунтов и одному из главных стержней. При этом в одном из стержней (правом) потоки 
и 
складываются, а в другом (левом) — вычитаются. Магнитный поток 
, сцепляясь с катушкой w2ш, наводит в ней ЭДС E2ш, но так как w2ш включена встречно вторичным катушкам главных стержней, то напряжение на выходе трансформатора
(5.1)
, что ведет к росту вторичного напряжения (5.1). Следовательно, плавному изменению постоянного тока в цепи подмагничивания соответствует плавное изменение напряжения на выходе ТРПШ (рис. 5.2, б).
