Трехфазный симметричный регулируемый трансформатор. Трансформатор симметричныйсимметричный трансформатор - это... Что такое симметричный трансформатор?
симметричный трансформатор —[Я.Н.Лугинский, М.С.Фези-Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо-русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики
Справочник технического переводчика. – Интент. 2009-2013.
Смотреть что такое "симметричный трансформатор" в других словарях:
Широкополосный симметрирующий трансформатор
Использование: в радиотехнических устройствах, работающих в диапазонах длинных, средних, коротких и ультракоротких волн. Устройство может использоваться в широкополосных усилителях мощности для перехода от однотактного каскада усиления к двухтактному. Сущность изобретения: устройство содержит размещенные на магнитопроводе три коаксиальных кабеля , намотанных в одном направлении, начало внутреннего проводника первого из них образует потенциальный зажим входа, несимметричного относительно общей шины, с которой соединены начало внешнего и конец внутреннего проводников этого кабеля, начала внешних проводников второго и третьего кабелей и конец внутреннего проводника третьего кабеля, при этом второй и третий кабели имеют по отношению к первому вдвое меньшие волновое сопротивление и число витков. Концы их внешних проводников соединены между собой и с внешним проводником первого кабеля после половины числа его витков. Концы внутренних проводников этих кабелей соединены одним с концом внешнего проводника первого кабеля, другой с общей шиной, а начала их внутренних проводников образуют симметричный выход. 2 ил. Изобретение относится к радиотехническим устройствам, работающим в диапазонах длинных, средних, коротких и ультракоротких волн и обеспечивает переход от несимметричного относительно общей шины ("земли") входа к симметричной (балансной) нагрузке или наоборот. Такая задача возникает, например, при переходе от однотактного предварительного усилительного каскада к двухтактному оконечному каскаду усиления мощности. При этом помимо симметрирования часто требуется разделение входа и выхода по постоянному напряжению, то есть гальваническая развязка между ними. С этой целью симметрирующей трансформатор выполняется с двумя раздельными, то есть гальванически развязанными, обмотками. Известен класс широкополосных симметрирующих трансформаторов с гальванически развязанными обмотками [1] Известен широкополосный симметрирующий трансформатор с коэффициентом трансформации 1: 1, имеющей гальванически развязанные первичную и вторичную обмотки (см. например, [1] с.176 рис.10 27 в и [2]). Его недостаток состоит в том, что вторичная обмотка с симметричным выходом не имеет средней точки, которую можно было бы соединить с общей шиной, обеспечить тем самым равенство напряжений на плечах симметричного выхода даже при различии сопротивлений нагрузок на этих плечах, кроме того, в среднюю точку можно, в частности, подавать постоянное напряжение для питания усилительных элементов, подключаемых к плечам симметричного выхода. Задача создания гальванически развязанного симметрирующего трансформатора, имеющего среднюю точку (зажим нулевого потенциала) вторичной обмотки ближе всего к предлагаемому устройству, решается каскадным соединением двух известных устройств (фиг.1): гальванически развязанного трансформатора 1 с несимметричным входом и выходом (см. например, [1] с.158 рис.10.3) и гальванически связанного симметрирующего трансформатора II, имеющего среднюю точку на стороне симметричного выхода (см. например, [1] с.176, рис.10.27 а и [3] ). Известное устройство (фиг.1), принимаемое в качестве прототипа, характеризуется совокупностью следующих существенных признаков. Устройство содержит гальванически развязанный трансформатор I, соединенный каскадно с симметрирующим трансформатором II со стороны его несимметричного входа. Устройство представляет собой два раздельных узла, каждый из которых содержит свой магнитопровод (Iа и Iб) с обмоткой из коаксиального кабеля (2,3). При этом на первом магнитопроводе Iа обмотка выполнена коаксиальным кабелем 2, а на магнитопроводе Iб обмотка выполнена коаксиальным кабелем 3 и проводником 4, имеющими одинаковое число витков и намотанными в одном направлении. Начало внутреннего проводника коаксиального кабеля 2 является зажимом несимметричного входа, а начало внешнего проводника коаксиального кабеля (КК) 2 присоединено к общей шине 5. К ней также присоединен конец внутреннего проводника КК2. Конец внешнего проводника КК2 присоединен к началу внутреннего проводника КК3, а начало внешнего проводника КК3 и конец проводника 4 присоединены к общей шине 5. При этом конец внутреннего проводника КК3 присоединен к началу проводника 4 и образует один зажим симметричного выхода, а другой его зажим образуется концом внешнего проводника КК3. На практике проводник 4 выполняется часто наружным проводником кабеля с целью получения лучшей симметрии. Недостатками устройства по фиг.1 являются его большие стоимость и габариты, а также избыточные потери. Все это вызвано наличием двух раздельных составных узлов, каждый из которых содержит магнитопровод. Выполнение обоих составных узлов на общем магнитопроводе приводит к сокращению рабочей полосы частот из-за возрастания с увеличением частоты рассогласования и асимметрии. Оба эти фактора обусловлены главным образом тем, что продольные напряжения [1] на проводниках обоих составных узлов различны, а это различие возрастает с увеличением частоты колебаний. Задачей изобретения является создание единого широкополосного симметрирующего трансформатора, обеспечивающего симметрирование с привязкой средней точки симметричного выхода к общей шине и гальваническую развязку между входом и выходом. Тем самым исключаются недостатки, присущие прототипу. Другое достоинство устройства по предлагаемому изобретению заключается в возможности расширенного использования стандартных коаксиальных кабелей. Задача решается широкополосным симметрирующим трансформатором (фиг.2), характеризуемым следующей совокупностью существенных признаков. 1. Устройство содержит магнитопровод 1 с обмотками, выполненными из коаксиальных кабелей КК2,3,4. Iа. Количества витков КК2 и каждого из КК3 и КК4 соотносятся как 2:1. 2. Обмотки из половины количества витков КК2 совместно с КК3 и КК4 выполнены параллельно в одном и том же направлении на магнитопроводе 1; вторая половина витков обмотки КК2 выполнена в том же направлении на магнитопроводе 1. 3. При этом начало внутреннего проводника КК2 образует зажим несимметричного входа, а его конец и начала внешнего проводника присоединены к общей шине 5. 4. Начала наружных проводников КК3 и КК4 также присоединены к общей шине 5. 5. Концы наружных проводников КК3, КК4 и наружный проводник КК2 после половины его числа витков соединены между собой, а конец наружного проводника КК2 соединен с концом внутреннего проводника КК3, при этом начала внутренних проводников КК3 и КК4 образуют зажимы симметричного выхода. 6. Конец внутреннего проводника КК4 присоединен к общей шине 5. Отличительными признаками заявленного изобретения являются изложенные выше существенные признаки 1а,2,4,5,6. Анализ известного уровня науки и техники показал отсутствие информации о широкополосном симметрирующем трансформаторе, характеризуемом совокупностью перечисленных существенных признаков. Нет информации, раскрывающей отдельные существенные признаки заявленного устройства. Проведенный анализ крови, что заявленное решение характеризуется требованиям "новизна" и "изобретательский уровень", поскольку достигнут результат, удовлетворяющий давно существующую потребность, получить который до сих пор не удавалось. Устройство работает следующим образом. Входной сигнал на несимметричном относительно общей шины 5 входе поступает на начало внутреннего проводника КК2. Этот сигнал проходит по КК2, точнее по двум равным по числу витков его участкам. На выходе КК2 сигнал симметрируется: делится поровну между КК3 и КК4 со стороны их выходов. При этом потенциальным на выходе КК2 является его наружный проводник, а его внутренний проводник соединяется с общей шиной 5. ПО КК3 и КК4 равноамплитудные сигналы распространяются на входы этих кабелей, где их соединенные наружные проводники вместе с наружным проводником КК2 присоединены к общей шине 5. В результате, там образуются по отношению к общей шине 5 разнополярные равноамплитудные напряжения. Гальваническая развязка относительно несимметричного входа устройства обусловлена тем, что КК2 имеет на своем входе потенциальный внутренний проводник, а соединенный с общей шиной 5 наружный проводник, а на выходе наоборот. Теперь осталось обосновать, что сигнал с выхода КК2 делится поровну и без отражения между КК3 и КК4. Во-первых КК3 и 6 имеют одинаковые волновые сопротивления, каждое из которых равно половине волнового сопротивления КК2, причем КК3 и КК4 включены последовательно между собой. Во-вторых каждый из кабелей КК3 со стороны своего выхода, то есть в месте подключения к КК2, шунтирован одним и тем же большим индуктивным сопротивлением. Так, КК3 шунтирован на своем выходе обмоткой на магнитопроводе 1, образованной второй половиной числа витков наружного проводника КК2, намотанной отдельно от КК3 и КК4. Такая же обмотка с тем же числом витков, образованная соединенными вместе наружными проводниками КК3, КК4 и первой половиной числа витков КК2, шунтирует выход КК4. В итоге получен симметричный трансформатор, содержащий на едином магнитопроводе 1 согласованные коаксиальные кабели, образующие благодаря определенному соединению своих проводников гальванически развязанные обмотки. Для получения согласования всех кабелей, то есть режима бегущей волны в них, значение сопротивления нагрузки, подключаемой между началами внутренних проводников КК3 и КК4, должно равняться волновому сопротивлению КК2. Поскольку волновое сопротивление КК3 и КК4 вдвое меньшее, то каждый из них может быть выполнен, например, путем параллельного соединения двух кабелей того же волнового сопротивления, что и КК2. Для оценки эффективности устройств по предлагаемому изобретению рассмотрим один из выполненных примеров его реализации согласно фиг.2. Пример. В качестве магнитопровода 1 было использовано два склеенных между собой стандартных кольцевых сердечника типоразмера К-65х40х6 из материала 300 ВНС. Две половины обмотки КК2 содержали по 4 витка коаксиального кабеля типа РК-50-2-21, а в качестве КК3 и КК4 использовались соединенные в параллель кабели типа РК-50-1-21. В результате проведенных измерений получили, что рабочий диапазон частот составил 3 150 МГц при коэффициенте отражения на входе, не большем, чем 0,1, а коэффициенте асимметрии выходного напряжения не превышающем  94% Этими данными подтверждаются высокие электрические характеристики и все отмеченные выше достоинства устройств по предлагаемому изобретению. В сравнении с устройством прототипом на те же рабочий диапазон частот и передаваемую мощность достигается снижение габаритов и стоимости на 20 30% а потерь мощности на 25 35%Формула изобретения Широкополосный симметрирующий трансформатор с коэффициентом трансформации 1 1 и гальванической развязкой между входом и симметричным выходом со средним зажимом нулевого потенциала, содержащий магнитопровод обмотки из коаксиальных кабелей, из который начало внутреннего проводника первого кабеля образует зажим несимметричного относительно общей шины входа, начало наружного проводника и конец внутреннего проводника соединены с общей шиной, отличающийся тем, что обмотки из коаксиальных кабелей намотаны на магнитопроводе в одном направлении, количество витков первого кабеля и двух других соотносятся как 2 1, начало внешних проводников второго и третьего коаксиального кабелей и конец внутреннего проводника третьего коаксиального кабеля подключены к общей шине, а концы наружных проводников второго и третьего и наружный проводник первого кабеля после половины его числа витков соединены между собой, конец наружного проводника первого кабеля соединен с концом внутреннего проводника второго кабеля, а начала внутренних проводников второго и третьего кабелей образуют зажимы симметричного выхода.РИСУНКИ Рисунок 1, Рисунок 2www.findpatent.ru Симметрирующий трансформатор
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для согласованного соединения симметричных и несимметричных высокочастотных передающих цепей. Сущность: симметрирующий трансформатор содержит две обмотки 1,2, в качестве проводников которых используются коаксиальные линии, намотанные в виде двухзаходной спирали. Низкоомную несимметричную обмотку 1 образуют параллельно включенные экранные проводники коаксиальных линий, а высокоомную симметричную обмотку 2 - последовательно включенные внутренние проводники коаксиальных линий. Применение коаксиальных линий обеспечивает высокую электрическую прочность трансформатора. 2 ил. Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для согласованного соединения симметричных и несимметричных высокочастотных передающих цепей. Известны симметрирующие трансформаторы [1] выполненные из отрезков длинных линий в виде короткозамкнутых и разомкнутых шлейфов длиной, равной четверти и половине длины волны. Такие трансформаторы хорошо согласованы в двух-, трехкратном диапазоне частот, практически не имеют асимметрии. Их электрическая прочность, определяемая конструкцией используемых фидерных линий, достаточно высока. Недостатком симметрирующих трансформаторов на длинных линиях являются их большие размеры, соизмеримые с длиной волны. Известны симметрирующие трансформаторы с ферритовым магнитопроводом [2] [3] Конструктивно такие трансформаторы выполняются либо с преобладающей индуктивной связью в виде обычных обмоток, расположенных на магнитопроводе, либо с распределенной электромагнитной связью, когда для обмоток используются отрезки длинных линий. В качестве материала магнитопровода, как правило, применяют ферриты, имеющие ограничение по максимальному уровню магнитного поля. Такие трансформаторы имеют хорошие электрические характеристики в широком диапазоне частот. Недостатками этих трансформаторов являются ограничение максимальной мощности из-за нагрева феррита в больших полях, потери энергии в них и необходимость использования дорогих ферромагнитных сердечников. Наиболее близким к изобретению является симметрирующий трансформатор для перехода от четырехпроводного симметричного фидера к коаксиальному кабелю [4] Он выполняется в виде двух индуктивно связанных обмоток. Симметричная обмотка выполняется из двух частей, намотанных на каркасе вперемежку, причем средняя точка их заземлена. При такой схеме намотки в значительной мере нейтрализуется емкостная связь между обмотками, от которой зависит асимметрия трансформатора. Простота конструкции трансформатора сочетается с его хорошими электрическими характеристиками (согласование и симметрия). Однако его применение возможно лишь в фидерных трактах с малым уровнем мощности (в основном приемные тракты) из-за невысокой электрической прочности изоляции обмоток. Попытки повысить электрическую прочность трансформатора путем увеличения толщины изолирующего диэлектрика приводят к росту индуктивности рассеяния и, как следствие, к ухудшению согласования и симметрии. Цель изобретения повышение электрической прочности трансформатора. Достигается цель тем, что в симметрирующем трансформаторе, содержащем несимметричную и симметричную обмотки, индуктивно связанные между собой, и схемы коррекции согласования в качестве проводников обмоток используются проводники двух коаксиальных линий намотанных в виде двухзаходной спирали, причем их внешние проводники соединены между собой в начале и конце и образуют несимметричную обмотку, конец внутреннего проводника первой коаксиальной линии и начало внутреннего проводника второй коаксиальной линии соединены с корпусом, а начало внутреннего проводника первой коаксиальной линии и конец внутреннего проводника второй коаксиальной линии образуют вход симметричной обмотки. Электрическая прочность трансформатора определяется электрической прочностью коаксиальной линии, которая может быть достаточно высока, особенно при использовании кабельных линий с фторопластовой изоляцией. При этом трансформатор имеет хорошие согласование и симметрию, так как индуктивность рассеяния обмоток мала. Индуктивность рассеяния, как известно, определяется разностью магнитных потоков, пронизывающих контуры обмоток. При выполнении обмоток из коаксиально расположенных проводников, где внешний проводник образует одну обмотку, а внутренний проводник другую, магнитные потоки, пронизывающие коаксиально расположенные контура, одинаковы, так как электpические оси нитей токов, текущих по проводникам, совпадают с точностью до неравномерности распределения плотности тока по поверхности проводников. Эти отличия являются существенными, поскольку именно они обеспечивают создание положительного эффекта, отраженного в цели предложения, и отсутствуют в известных технических решениях. На фиг. 1 изображена принципиальная схема симметрирующего трансформатора; на фиг. 2 показано конструктивное выполнение трансформатора. Симметрирующий трансформатор содержит индуктивно связанные между собой обмотки несимметричную 1 и симметричную 2, схемы 3 и 4 коррекции согласования, включенные соответственно на несимметричной и симметричной обмотках трансформатора. В качестве несимметричной обмотки трансформатора используются параллельно включенные внешние проводники 5, 6 (фиг. 2) коаксиальных линий, намотанных в виде двухзаходной спирали, причем проводники с одной стороны соединены между собой перемычкой 7 и образуют несимметричный выход (точка А, с другой стороны они соединены с корпусом (точка Б). Симметричную обмотку образуют внутренние проводники 8, 9 коаксиальных линий, причем конец проводника 8 и начало проводника 9 соединены с корпусом (точка Г), а начало проводника 8 и конец проводника 9 образуют симметричный выход (точки В, D), за начало обмотки приняты концы проводников, расположенных с левой стороны фиг. 2. Под действием источника 10 ЭДС по несимметричной обмотке 1 трансформатора протекает ток, создающий магнитный поток, возбуждающий симметричную обмотку 2. Контур тока, текущего по внутреннему проводнику 8 коаксиальной линии, практически совпадает с контуром тока, текущего по внешнему проводнику 5 (с точностью до неравномерности распределения тока по поверхности проводника, обусловленной эффектом близости). Таким образом, магнитные потоки, пронизывающие контуры токов внешнего и внутреннего проводников, равны между собой. Индуктивность рассеяния обмоток при этом условии мала. Следовательно, соотношение величин магнитных потоков, пронизывающих эти контуры, которое определяет коэффициент передачи трансформатора, практически равно соотношению количества витков обмоток. В нашем случае это соотношение равно 1:4. Схемы 3, 4 коррекции (фиг. 1) компенсируют рассогласование, вносимое индуктивностями обмоток. Для достижения хорошего согласования в широкой полосе частот индуктивности обмоток могут использоваться в качестве элементов полосовых фильтров.Формула изобретения СИММЕТРИРУЮЩИЙ ТРАНСФОРМАТОР, содержащий несимметричную и симметричную обмотки, индуктивно связанные между собой, схему коррекции согласования, отличающийся тем, что в качестве проводников обмоток используются проводники двух коаксиальных линий, намотанных в виде двухзаходной спирали, причем их внешние проводники соединены между собой в начале и конце и образуют несимметричную обмотку, конец внутреннего проводника первой коаксиальной линии и начало внутреннего проводника второй коаксиальной линии соединены с корпусом, а начало внутреннего проводника первой коаксиальной линии и конец внутреннего проводника второй коаксиальной линии образуют вход симметричной обмотки.РИСУНКИ Рисунок 1, Рисунок 2Похожие патенты:
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для получения мощных высокочастотных электрических полей, коронных и тлеющих разрядов
Изобретение относится к радиотехнике
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве высокочастотных трансформаторов с вентильными свойствами
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для согласования импедансов и передачи энергии в ВЧ- и СВЧ-дияпазонах Целью является расширение диапазона рабочих частот и увеличение коэффициента трансформации при снижении обаритов Высокочастотный трансформаюр состоит з плоских гибких диэлектрических оснований на которых выполнены проводники высокочастотной полосковой линии Последняя выполнена в виде отдельных незамкнутых витков, соединения которых осуществляется через дополнительные контактные платы, при этом полосковая линия имеет форму цилиндрической спирали, что позволяет конструировать трансформаторы для значительно больши/ коэффициентоз трансфос мации в более широкой полосе частот
Изобретение относится к радиотехнике, а именно к устройствам для трансформации сопротивлений в ДВ-КВ диапазонах длин волн
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в блоках строчной развертки телевизоров и дисплеев
Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторам, и может быть использовано в индукционных установках повышенной частоты
Изобретение относится к электротермии, в частности к индукционному нагреву, и может быть использовано в электротермических установках для высокочастотной сварки металлов, плавки, пайки, закалки и т.д
Изобретение относится к области электротехники, в частности к высоковольтным высокочастотным трансформаторам с твердой изоляцией и интенсивным охлаждением, преимущественно жидкостным, которые могут быть использоваться в качестве высоковольтных источников питания различного применения
Изобретение относится к электротермии, в частности к индукционному нагреву
Изобретение относится к электротехнике, к электрическим высокочастотным трансформаторам для устройств передачи электрической энергии
Изобретение относится к электротехнике, к энергопреобразовательным устройствам и может быть использовано в цепях питания электротехнических устройств и систем
Изобретение относится к области электротехники, в частности к конструкции электрических высокочастотных трансформаторов для устройств передачи электрической энергии
Изобретение относится к электротехнике, к электрическим трансформаторам для устройств передачи электрической энергии
Изобретение относится к электротехнике, к трансформаторам с дисковыми обмотками, и может быть применено в электротермических установках для индукционного нагрева повышенной частоты Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для согласованного соединения симметричных и несимметричных высокочастотных передающих цепей www.findpatent.ru 7. Несимметричные режимы работы трёхфазных трансформаторовВ эксплуатации отдельные фазы трансформатора могут быть нагружены несимметрично из – за неравномерного распределения по фазам осветительной и другой однофазной нагрузки. Иногда имеют место и несимметричные режимы, вызванные авариями – одно или двухфазными короткими замыканиями в электрических сетях, питающихся от трансформаторов и обрывами фаз нагрузки трансформаторов. Основным методом анализа несимметричных режимов работы электрических машин и трансформаторов является метод симметричных составляющих. 7.1 Метод симметричных составляющих при анализе несимметричных режимов работы трансформаторовЛюбую несимметричную трёхфазную систему напряжений и токов можно, в общем случае, разложить на три симметричные: с прямой, обратной и нулевой последовательностью.
Рисунок 7.1 (7.1) Введём понятие о единичном векторе поворота – а, то есть множителя, показывающего, что данный вектор нужно повернуть относительно исходного на угол против часовой стрелки. = е j2/3, 2 = е j4/3. Свойство единичных векторов: 3 = 1; 2 + + 1 = 0 С применением единичных векторов равенство (7.1) запишутся в виде: 1 2 , где (7.2) Суммируя почленно равенство 7.2 получим: (7.3) Далее, перемножив почленно равенство 7.2 на значение единичных векторов в столбцах 1, 2; затем сложив их почленно, получим: 1) (7.4) ___________________
2) (7.5) ____________________
Таким образом по измеренным фазным токам IA, IB, IC определяют токи прямой, обратной и нулевой последовательности. Аналогично можно вычислить симметричные составляющие напряжений для несимметричной системы Ua, Ub, Uc. 7.2 Использование метода симметричных составляющих при анализе несимметричных режимов работы трансформатораПримем следующие допущения:
4. Ток холостого хода трансформатора Io = 0. Рассмотрим вначале схемы замещения трансформаторов для токов прямой и обратной последовательности. Токи нулевой последовательности, как совпадающие по фазе, отсутствуют, если трансформатор соединён по схеме Положим, что в обмотках трансформатора соединённых по указанной схеме имеют место только токи прямой последовательности.
Рисунок 7.2 В соответствии с рисунком 7.2 (7.6) Поэтому здесь очевидно, что при анализе рассматриваемой схемы соединения обмоток можно использовать известную схему замещения для одной фазы трансформатора. Далее поменяем фазы трансформатора (рисунок 7.3)
Рисунок 7.3 Здесь имеют место токи обратной последовательности. В трансформаторе ничего не изменилось, только поменялся порядок чередования фаз. Следовательно, и для такого соединения обмоток трансформатора можно применять обычную схему замещения для одной фазы. Таким образом, для анализа токов и напряжений прямой и обратной последовательностей в трансформаторе можно использовать следующую схему замещения:
Рисунок 7.4а – Полная схема studfiles.net Симметрирующий трансформатор
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Соцмалнстических Реслублнк (ll) 873235 К АВТОРСКОМУ СВИДВПЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 2301ВО (2() 2872938/24-07 с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 0710816юллетень М9 37 Дата опубликования описания 07.10В1 (51)М. Кл.з Н 01 F 19/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 314..2 (088.8) Г f (72) Авторы изобретения Г.Т.Пименов и Г.В.Кузьмин (71) Заявитель (54 ) СИММЕТРИРУЮЩИЙ ТРАНСФОРМАТОР Изобретение относится к симметри- рующим трансформаторам, которые могут быть использованы в радиотехнических схемах для согласования и симметрирования несимметричного выхода схемы в симметричный и наоборот, в ВЧ и СВЧ-диапазонах. Известны симметрирующие устройства, содержащие развязывающую линию передачи, симметрирующий трансформатор-инвертор и симметричную нагрузку tl) Недостатками таких трансформаторов являются отсутствие транфо,мации в направлении несимметричного входа и сложность устройства. Наличие соединительных проводников между развязывающей линией и симметрирующим трансформатором-инвертором существенно снижает рабочую полосу частот трансформатора. Известны широкополосные симметричные трансформаторы, позволяющие трансформировать импедансы от симметрич.ного входа к симметричному выходу (2). Недостатками таких трансформаторов являются отсутствие несимметричного входа, сложность устройства и большие габариты. Известны симметричные трансформа" торы, состоящие нз Ферритового сердечника, симметричной и несимметричной обмоток, в которых, с целью обеспечения постоянства коэффициента трансформации при ссгласовании низкоомных выходов с высокоомными входами электрических схем при различном целом значении коэффициента трансформации, симметричная обмотка трансформатора выполнена в видеО -образных металлических трубок, размещенных внутри полых ферритовых стержней, а несимметричная — в виде двух изолированных проводов, проложенных внутри трубок симметричной обмотки, количество витков которой выбрано в зависимости от требуемого коэффициента трансформации (3). Недостатками данных трансформаторов являются низкая верхняя граничная частота и сложность устройства. Наиболее близким решением по технической сущности к изобретению является полосковый трансформатор (4), содержащий диэлектрическую плату с расположенными на ней первичной (низкоомной) обмоткой, выполненной в виде одного витка из ленты с одной стороны платы,: и вторичной (высокоомной} однослойной обмоткой с другой сторо-, ны диэлектрической платы. Ширина и 871235 шаг витков обмотки выполнены изменя- ющимися в сторону высокопотенциального вывода трансформатора. Данный полосковый трансформатор может использоваться как симметричный. Симметричность может быть получена только относительно средней .точки витка первичной обмотки, что значительно повышает нижнюю граничную частоту трансформатора. Недостатками данного трансформатора являются повышенное значение граничной частоты и отсутствие развязки между отдельными симметричными выходами трансформатора. Цель изобретения — расширение диапазона частот и обеспечение развязки между отдельными симметричными выходами трансформатора. Поставленная цель достигается тем, что вводится дополнительная. обмотка в виде одного витка ленты, идентичного витку первичной обмотки, расположенная на диэлектрическом основании симметрично относительно вторичной обмотки со свободной его стороны. Виток дополнительной обмотки включается последовательно и согласно с витком первичной обмотки, общая точка их соединения образует средний вывод симметрирующего трансформатора, который при необходимости развязки заземляется через балластный резистор. На чертеже изображен общий вид трансформатора без развязки. Трансформатор содержит диэлектрические основания 1, разделяющие первичную обмотку, выполненную в виде симметрично расположенных плоских витков 2 и 3. В промежутке между основаниями 1 размещена вторичная обмотка 4, выполненная в виде однослойной плоской спирали. Витки 2 и 3 соединены друг с другом последовательно и согласно. Токопроводящий переход 5 образует. общую точку симметрирующего трансформатора. Токопроводящий переход 5 соединяет с общей точкой витков 2 и 3 конец внутреннего последнего .витка обмотки 4. Свободные концы витков 2 и 3 образуют симметричныЕ выходы трансформатора, а оставшийся свободный конец обмотки 4 образует высокопотенциальный вход трансформатора. При необходимости получения развязки между симметричными выходами общая точка витков 2 и 3 соединяется с заземленным концом внутреннего витка обмотки 4 через балластный резистор (на чертеже не показано) . Работа трансформатора основана на принципе электромагнитной индукции и деления бегущих волн между линиями, образованными каждым витком обмотки 4 и плоскими витками 2 и 3 первичной обмотки, образующими мостовую (дифференциальную) схему. Технический эффект от применения предлагаемого трансформатора заключается в существенном расширении диа15 пазона рабочих частот и воэможности обеспечения развязки между выходными сигналами. 20 Формула изобретения 1. Симметрирующий трансформатор, содержащий первичную и вторичную об.мотки в виде однослойных плоских спиралей и диэлектрическое основание, отличающийся тем, что, с. целью расширения диапазона рабочих частот, первичная обмотка выполнена в виде двух симметрично расположенных плоских витков, включенных согласно-последовательно и разделенных диэлектрическими основаниями, в промежутке между которыми размещена вторичная обмотка, причем точка соединения витков первичной обмотки образует средний вывбд. 2. Трансформатор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью обеспечения развязки между симметричными выходами, общая точка витков 40 первичной обмотки соединена с заземленным концом внутреннего витка вторичной обмотки через балластный резистор. Источнйки информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторсоке свидетельство СССР Р 632019, кл. Н 01 P 5/10, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР У 601765, кл. Н 01 F 19/06, 1975. 3. Авторское свидетельство СССР М 461456, кл. Н 01 F 19/04, 1972. 4. Авторское свидетельство СССР Р 637883, кл. H -01 F 19/00, 1976. Составитель В.Щербаков Редактор Г.Петрова Техред Ж.Кастелевич Корректор Ю.Макаренко Заказ 8447/25 . Тираж 787 Подписное BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП Патент, r.Óærîðoä, ул.Проектная, 4    www.findpatent.ru 11.6. Трехфазные трансформаторыЛекция 20 В цепях трехфазного тока для трансформирования электрической энергии переменного тока в большинстве случаев применяются трехфазные трансформаторы, хотя для этой цели могут быть использованы, три однофазных трансформатора (если их мощности достаточно велики - более 10000 кВА в фазе). Однако применение трехфазных трансформаторов предпочтительнее, так как они меньше по размерам (чем три однофазных) и дешевле. На рис. 11.13 показан трехфазный трансформатор с трехстержневым магнитопроводом, на каждый стержень которого нанесены первичная и вторичная обмотки соответствующей фазы. Магнитопровод трансформатора имеет три стержня А, В, С равного сечения, которые расположены в одной плоскости, и ярмо D. Стержнем называют часть магнитной системы, на которой располагаются обмотки трансформатора. Часть магнитной системы трансформатора, не несущая основных обмоток и служащая для замыкания магнитной цепи, называется ярмом. Для уменьшения потерь от вихревых токов магнитопроводы собирают из изолированных друг от друга листов электротехнической стали толщиной 0,35—0,5 мм (если частота питающего напряжения 50 Гц). Для высоких частот (более 20 кГц) магнитопроводы выполняют из ферритов. Обмотки высшего (ВН) и низшего (НН) напряжений каждой из фаз трансформатора размещают на стержне концентрически одна поверх другой. Обычно ближе к стержню располагают обмотку НН. Обмотки изолированы друг от друга и от стержня жесткими цилиндрами, изготовленными из бумаги с последующей пропиткой ее бакелитовым лаком. Обмотки наматываются в одну сторону, каждая из них имеет условное начало и конец. Принято начала фаз обмоток высшего напряжения обозначать А, В, С, а их концы - X, Y, Z; начала фаз обмоток низшего напряжения обозначают а, b, с, а концы — х, у, z. При питании трансформатора от симметричной трехфазной сети в его стержнях возбуждаются магнитные потоки ФA, ФB и Фс, сдвинутые по фазе относительно друг друга на угол 120°. Эти потоки, в свою очередь, индуцируют в фазах обмоток трансформатора симметричные системы э. д. с.: в фазах обмотки высшего напряжения EA, EB, EC, в фазах обмотки низшего напряжения Ea, Eb, Ec. В симметричных трехфазных системах фазные э. д. с. сдвинуты относительно друг друга на угол 120°.
На рис. 11.14 показана векторная диаграмма трехфазного трансформатора в режиме холостого хода. Векторы магнитных потоков в стержнях ФА, Фв, Фс образуют симметричную звезду, вследствие чего их сумма равна нулю. По этой причине магнитопровод трехфазного трансформатора не имеет четвертого замыкающего стрежня [подобно тому, как нет четвертого (нейтрального) провода в трехфазных цепях при симметричной нагрузке]. Следует иметь в виду, что только при правильном соединении первичной обмотки сумма фазных потоков в трехстержневом магнитопроводе равна нулю. В противном случае результирующий магнитный поток трех фаз не равен нулю и замыкается по воздуху и баку трансформатора (если последний имеет масляное охлаждение). Симметричный трехстержневой трансформатор имеет небольшую магнитную несимметрию контуров, так как длина магнитной цепи, по которой замыкается поток ФB, несколько меньше, чем для потоков ФА и Фс (см. рис. 11.13). Небольшая магнитная несимметрия контуров, по которым проходят магнитные потоки отдельных фаз, вызывает несимметрию токов холостого хода этих фаз. Однако несимметрия токов холостого хода существенного значения не имеет, так как при нагрузке ток холостого хода оказывает незначительное влияние на значение токов как в первичной, так и во вторичной обмотке. Следовательно, при симметрии напряжения на фазах первичной обмотки и симметричной нагрузке, подключенной ко вторичной обмотке, все фазы трансформатора находятся в равных условиях и для анализа можно рассматривать работу только одной фазы, считая, что процессы в других фазах аналогичны. Для фазных напряжений и токов при симметричной нагрузке справедливы формулы, полученные для однофазного тока, при подстановке в них фазных напряжений, токов, мощностей. Фазы первичной и вторичной обмоток трехфазных трансформаторов могут быть соединены звездой, звездой с выведенной нулевой точкой и треугольником. Эти способы соединений условно обозначают соответственно символами Y, Y0, Δ. Символ способа соединения обмотки высшего напряжения принято писать первым, между символами ставят наклонную черту, например Y/∆ или Y/Y0. Наиболее дешевым и простым соединением обмоток трансформатора является соединение звездой, так как в этом случае каждая из обмоток находится под фазным напряжением. Такое соединение является наиболее предпочтительным для высокого напряжения, ибо в этом случае изоляция обмоток рассчитывается лишь на фазное напряжение; кроме того, при передаче электрической энергии с ростом напряжения уменьшается ток и соединение треугольником становится относительно более дорогим (при этом следует иметь в виду, что соединение треугольником конструктивно удобнее при больших токах). Соединение Y/Δ наиболее приемлемо для трансформаторов большой мощности в тех случаях, когда на стороне низшего напряжения не требуется соединение звездой с нулевым проводом. Трехфазные трансформаторы обычно характеризуют двумя коэффициентами трансформации: фазным и линейным. Фазный коэффициент трансформации равен отношению числа витков wвн фазы обмотки высшего напряжения к числу витков wнн фазы обмотки низшего напряжения или отношению фазных напряжений этих обмоток при холостом ходе; Линейный коэффициент трансформации равен отношению линейного напряжения обмотки высшего напряжения к линейному напряжению обмотки низшего напряжения при холостом ходе:
Для соединений Y/Y и Δ/Δ линейный и фазный коэффициенты трансформации равны между собой: kл = kф; для соединения Y/Δ kл = kф, а для соединения Δ/Y kл = kф/. Группы соединений обмоток. По группам соединений обмоток трансформаторы подразделяют на основании значения угла α сдвига фаз между линейными высшим и низшим напряжениями. У трансформаторов одной группы сдвиг фаз одинаков. Сдвиг фаз между линейными высшим и низшим напряжениями имеет большое значение при параллельной работе трансформаторов, так как на параллельную работу можно включить трансформаторы только одной группы соединений обмоток, в противном случае возникают уравнительные токи, вызывающие перегрев обмоток. Для сопоставления относительного положения векторов высшего и низшего линейных напряжений используют положения минутной и часовой стрелок на часовом циферблате: вектор линейного высшего напряжения совмещают с минутной стрелкой и устанавливают на цифру 12, а часовую стрелку совмещают с положением линейного низшего напряжения. Отсчет угла между минутной и часовой стрелками производится по направлению их вращения, и при определении номера группы этот угол делят на 30°. Так, для однофазного трансформатора, если направление вектора высшего напряжения составляет с направлением вектора низшего напряжения угол α = 0°, минутная и часовая стрелки будут находиться на цифре 12 (нуль часов), поэтому такое соединение называют группой 0. Если первичная и вторичная обмотки намотаны в одну сторону и имеют симметричную маркировку зажимов, то также имеем α = 0°, т. е. группу 0. При изменении направления намотки одной из обмоток или при изменении маркировки зажимов одной из них получаем сдвиг фаз α = 180° (рис. 11.16, б), т. е. часовая стрелка совмещена на циферблате с цифрой 6 (1800/300 = 6) - группа 6. Следовательно, для однофазного трансформатора возможны две группы соединений: нулевая и шестая. В трехфазных трансформаторах каждая пара обмоток высшего и низшего напряжения расположена на одном и том же стержне, поэтому фазные э. д. с. могут как совпадать, так и быть противоположными по фазе. Однако в зависимости от схемы соединений первичной и вторичной обмоток этих трансформаторов и порядка соединений их начал и концов можно получить различные группы соединений. Для трехфазных трансформаторов возможны двенадцать групп соединений, однако трехфазные силовые трансформаторы выпускают только двух групп: нулевой и одиннадцатой. Нулевой группе соответствует соединение звезда/звезда с выведенной нулевой точкой: одиннадцатой группе соединения — звезда/треугольник и звезда с выведенной нулевой точкой/треугольник studfiles.net Трехфазный симметричный регулируемый трансформатор
о зад = - - .ескаай Отека МБ) О П И С А Н И Е 233144 ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельства № Ка. 21h 32/03 Заявлено 29,Ч1.1967 (№ 1167775/25-27) /, C с присоединением заявки ¹ Приоритет,ЧПК Н 05Ь В 231 УДК 621.791.7,037:621..314.214.76 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Опубликовано 18.Х|1.1968. Бюллетень ¹ 2 за 1969 г. Дата опубликования описания 18.1V.1969 Автор изобретения В. А. Троицкий Институт электросварки им. Е. О. Патона Заявитель ТРЕХФАЗНЫЙ СИММЕТРИЧНЫЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ ТРАНСФОРМАТОР Известен трехфазный симметричный регулируемый трансформатор со стержнями, расположенными под углом 120 друг к другу, и обмотками HB каждом из стержней. Предложенный трансформатор отличается от известных тем, что он снабжен обмотками подмагничивания, расположенными по оси симметрии трансформатора. Такое выполнение устройства позволяет упростить конструкцию трансформатора. На фиг. 1 изображен предлагаемый трансформатор, состоящий из трех симметрично расположенных стержней, общий вид и вид сверху; HB фиг. 2 — расположение обмоток. Вся первичная обмотка W, трансформатора находится в нижнем окне, а вторичная обмотка W, разделена на две части: W2 — %2+Та . Часть Wz, находится в нижнем окне, а часть 1 ь — в верхнем. Трансформатор выполнен с двумя подмагничиваемыми ярмами, образующими звезду: Wi — обмотка подмагничивания фаз верхнего ярма; В и — обмотка подмагничивания фаз нижнего ярма (среднего ярма). Обмотки подмагничивания располагаются по оси симметрии трансформатора, Каждая из обмоток намагничивает только одно ярмо, представляющее звезду. Изменяя в этих обмоткак подмагничивания Wi и Ю и токи таким образом, чтобы во всех положениях сумма токов была бы постоянна, производим плавное регулирование вторичного напряжения. Трансформатор в широкик пределак изменяет реактивное сопротивление, если под5 магничивается только среднее ярмо, в этом случае веркнее ярмо выполняется неуправляемым (пли без обмотки управления). На фиг. 2 показана часть ярма, относящая1о ся к одной фазе и представляющая собой горизонта lbHQ шиктуемый сердечник, На фиг. 1, в изображен вид сверку на трансформатор с таким ярмом. Здесь оомотка подмагничивання зашиктована горизонтально распо15 ложенными в звезду пластинами. На фиг. 2, д изображен стержень с ярмамп, собранными из П-об разных разомкнутык сердечников 1, поджимаемык к трекгранной 20 призме 2. Близким к этому является решение по фиг. 2, ж, где к призмам прижимаются замкнутые П-образные сердечники, Такие Нрма изображены на фиг. 1, а. 25 В варианте по фиг. 2, в обмотки подмагничивания зашиктовываются в замкнутые П-образные сердечники, одна из сторон которык обрабатывается под углом 180, на фнг. 1, б показан впд сверку на трансформатор с таЗО кими ярмами. 233144 Предмет изобретения Трехфазный симметричный регулируемый трансформатор со стержнями, располо>кенными под углом 120 друг к другу, и обмоткамп на каждом из стержней, отличающийся, тем, !To, с целью упрощения конструкции за счет устранения подвижных частей, он снабжен обмотками подмагничивания, располо5 женными по оси симметрии трансформатора. 233144 2сг Ж Mill III о о о IllllllII Nuz. 2 Составитель И. Лурье Редактор В. И. Торопова Техред А, А. Камышникова Корректор Т. Д. Чунаева Заказ 5l6/2 Тираж 437 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Центр, пр. Серова, д. 4 Типография, пр. Сапунова, 2    www.findpatent.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
