Многофазный трансформатор

 

Изобретение относится к трансформаторостроению и может быть использовано в многофазных полупроводниковых преобразователях. Сущность изобретения: в трансформаторе трехфазная первичная и многофазная вторичная обмотки трансформатора размещены в одних и тех же пазах среднего тороидального витого магнитопровода с охватом этого магнитопровода, к торцам которого через немагнитные прокладки примыкают два витых боковых магнитопровода без пазов. Это позволяет улучшить электротехнические и массогабаритные показатели трансформатора. 2 ил.

Изобретение относится к трансформаторостроению и может быть использовано в многофазных полупроводниковых преобразователях, например в выпрямителях и других многофазных устройствах.

Одним из способов создания многофазных трансформаторов является способ, основанный на делении секций вторичной обмотки трехфазного трансформатора на определенное число частей, из которых формируются фазы многофазной системы [1] . Однако конструкция многофазного трансформатора при этом оказывается очень сложной и практически труднореализуемой.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является многофазный трансформатор, содержащий средний витой магнитопровод, два боковых витых магнитопровода, примыкающих к торцам среднего магнитопровода через немагнитные прокладки [2].

Однако в многофазном трансформаторе такой конструкции необходимо выполнять пазы для укладки обмоток как на торцах среднего магнитопровода, так и на торцах боковых магнитопроводов, что приводит к увеличению высоты боковых магнитопроводов, усложнению технологии изготовления, большему расходу электротехнической стали, росту массогабаритных показателей трансформатора. Выполнение фрезерованием пазов в боковых магнитопроводов /помимо среднего/ в указанном прототипе приводит к замыканию между собой листов электротехнической стали и, следовательно, к увеличению вихревых токов в этих магнитопроводах, а также к возрастанию мощности пульсационных и поверхностных потерь в стали, вызванных зубчатостью как среднего, так и двух боковых магнитопроводов.

Кроме того, в данном трансформаторе необходимо обеспечить строгое совмещение пазов среднего и боковых магнитопроводов, так как смещение их друг относительно друга приводит к значительным искажениям формы синусоид вторичных напряжений, к потере мощности, к снижению КПД трансформатора в целом.

Расположение первичной и вторичной обмоток на разных магнитопроводах уменьшает потокосцепление обмоток, поскольку уменьшается коэффициент электромагнитной связи.

Предлагаемое изобретение позволяет решить задачу упрощения конструкции и технологии изготовления трансформатора, уменьшения расхода электротехнической стали на его изготовление, обеспечения симметрии магнитной цепи, а также улучшения качества выходного напряжения, снижения массогабаритных показателей трансформатора и увеличение его КПД.

С этой целью магнитопроводы выполнены тороидальными, боковые магнитопроводы выполнены без пазов, а в одни и те же пазы среднего магнитопровода уложены трехфазная, как правило, первичная и многофазная вторичная обмотки, каждая из которых охватывает средний магнитопровод.

На фиг. 1 показан общий вид многофазного трансформатора, на фиг. 2 - схема соединения одной фазы первичной и вторичной обмоток.

Трансформатор содержит средний витой тороидальной магнитопровод 1, в пазах 2 которого размещены секции трехфазной первичной обмотки 3 (А-х) и многофазной вторичной обмотки 4 (а-х). С двух противоположных торцов к среднему магнитопроводу через немагнитные прокладки 5 примыкают два боковых витых тороидальных магнитопровода 6.

Многофазный трансформатор работает следующим образом.

При подключении трехфазной первичной обмотки к питающей сети в среднем магнитопроводе трансформатора создается вращающееся магнитное поле, которое, взаимодействуя с многофазной вторичной обмоткой, наводит в ней систему многофазных ЭДС, сдвинутых друг относительно друга на угол 2/m, , где m - число фаз вторичной обмотки трансформатора. В результате происходит преобразование трехфазной системы напряжений в m-фазную вторичную систему. Причем благодаря абсолютной симметрии магнитной цепи многофазного трансформатора и идентичности параметров его обмоток, системы ЭДС многофазной вторичной обмотки трансформатора отличаются лучшим качеством по сравнению с прототипом и, следовательно, качество выпрямленного напряжения на выходе многофазного преобразователя с таким трансформаторным устройством будет выше.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет в сравнении с прототипом упростить конструкцию и технологию изготовления многофазного трансформатора, уменьшить расход электротехнической стали при его изготовлении, обеспечить симметрию магнитной цепи. Как показал эксперимент и подтвердили расчеты, предлагаемый трансформатор обладает лучшими по сравнению с прототипом массогабаритными показателями на 10-15% и КПД на 5-10%.

Формула изобретения

Многофазный трансформатор, содержащий средний витой магнитопровод с трехфазной первичной и многофазной вторичной охватывающими его обмотками и два боковых витых магнитопровода, примыкающих к торцам среднего магнитопровода через немагнитные прокладки, отличающийся тем, что магнитопроводы выполнены тороидальными, на торцах среднего магнитопровода выполнены пазы, в которые уложены обмотки, при этом боковые магнитопроводы выполнены без пазов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2