RU172859U1 - THREE-PHASE DC TRACING TRANSFORMER - Google Patents
THREE-PHASE DC TRACING TRANSFORMER Download PDFInfo
- Publication number
- RU172859U1 RU172859U1 RU2017104981U RU2017104981U RU172859U1 RU 172859 U1 RU172859 U1 RU 172859U1 RU 2017104981 U RU2017104981 U RU 2017104981U RU 2017104981 U RU2017104981 U RU 2017104981U RU 172859 U1 RU172859 U1 RU 172859U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- section
- secondary winding
- rod
- voltage
- magnetic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
- H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
- H01F30/12—Two-phase, three-phase or polyphase transformers
Landscapes
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники, а в частности к трансформаторам, предназначенным для электропитания трехфазных потребителей энергии. При увеличении тока, протекающего по секциям (8) и (9), увеличивается магнитный поток. Из-за высокой магнитной индукции на втором участке (4) стержня (2) его магнитное сопротивление увеличивается, а величина магнитного потока, проходящего через второй участок (4) стержня (2), уменьшается. Большая часть магнитного потока ответвляется в первый участок (3), так как его магнитное сопротивление из-за размагничивающего действия короткозамкнутых колец (7) мало по сравнению с магнитным сопротивлением второго участка (4) стержня (2). Эта часть переменного магнитного потока наводит в первой секции (5) электродвижущую силу, которая участвует в формировании напряжения на всей вторичной обмотке трансформатора. Уменьшение величины ЭДС в секции (6) компенсирует увеличение напряжения вторичной обмотки из-за подъема напряжения на первичной обмотке, и напряжение вторичной обмотки остается на заданном уровне. При уменьшении напряжения на первичной обмотке создается меньший магнитный поток, проходящий по магнитопроводу. Второй участок (4) стержня (2) выйдет из состояния насыщения. Магнитный поток, проходящий через первый (3) и второй (4) участки стержня (2), перераспределится между ними и наведет в первой (5) и второй (6) секциях ЭДС, причем величина ЭДС, индуктируемой во второй секции (6), увеличится, что скомпенсирует влияние уменьшения напряжения на секциях (8) и (9) первичной обмотки, и напряжение вторичной обмотки останется на заданном уровне. Технический результат заключается в повышении КПД из-за усиления магнитной связи между первичной и вторичной обмотками фаз и уменьшения магнитных потоков рассеяния. 1 ил.The utility model relates to the field of electrical engineering, and in particular to transformers designed to power three-phase energy consumers. With an increase in the current flowing through sections (8) and (9), the magnetic flux increases. Due to the high magnetic induction in the second section (4) of the rod (2), its magnetic resistance increases, and the magnitude of the magnetic flux passing through the second section (4) of the rod (2) decreases. Most of the magnetic flux branches into the first section (3), since its magnetic resistance due to the demagnetizing effect of the short-circuited rings (7) is small compared with the magnetic resistance of the second section (4) of the rod (2). This part of the alternating magnetic flux induces an electromotive force in the first section (5), which is involved in the formation of voltage across the entire secondary winding of the transformer. The decrease in the EMF value in section (6) compensates for the increase in the voltage of the secondary winding due to a rise in voltage on the primary winding, and the voltage of the secondary winding remains at a given level. With a decrease in voltage on the primary winding, a smaller magnetic flux is created, passing through the magnetic circuit. The second section (4) of the rod (2) will exit the saturation state. The magnetic flux passing through the first (3) and second (4) sections of the rod (2) is redistributed between them and induces in the first (5) and second (6) sections of the EMF, and the magnitude of the EMF induced in the second section (6), increases, which compensates for the effect of reducing the voltage on the sections (8) and (9) of the primary winding, and the voltage of the secondary winding will remain at a given level. The technical result consists in increasing the efficiency due to the strengthening of the magnetic coupling between the primary and secondary windings of the phases and the reduction of magnetic fluxes of scattering. 1 ill.
Description
Полезная модель относится к области электротехники, а в частности к трансформаторам, предназначенным для электропитания трехфазных потребителей энергии.The utility model relates to the field of electrical engineering, and in particular to transformers designed to power three-phase energy consumers.
Известен трехфазный трансформатор (КИ № 119930, H01F 30/12, 27.08.2012), содержащий магнитопровод, состоящий из трех стержней и двух ярем, выполненных из электротехнической стали, первичные обмотки, соединенные по схеме «звезда», вторичные обмотки, соединенные по схеме «треугольник», намотанные на стержни, которые расщеплены на два участка, при этом на первый участок намотана первая секция вторичной обмотки, а второй участок имеет площадь поперечного сечения меньшую, чем первый участок, и на него намотана вторая секция вторичной обмотки, имеющая большее число витков по сравнению с числом витков первой секции вторичной обмотки, причем конец первой секции соединен с началом второй секции вторичной обмотки, первичная обмотка намотана на расщепленные стержни поверх секций вторичной обмотки.Known three-phase transformer (KI No. 119930, H01F 30/12, 08/27/2012), containing a magnetic circuit consisting of three rods and two yokes made of electrical steel, primary windings connected according to the "star" scheme, secondary windings connected according to the scheme A "triangle" wound on rods that are split into two sections, with the first section of the secondary winding being wound on the first section and the second section having a cross-sectional area smaller than the first section, and the second section of the secondary winding having a large its number of turns in comparison with the number of turns of the first section of the secondary winding, the end of the first section being connected to the beginning of the second section of the secondary winding, the primary winding is wound on split rods over the sections of the secondary winding.
Недостаток данного трехфазного трансформатора заключается в слабой магнитной связи между первичной и вторичной обмотками трехфазного трансформатора из-за того, что каждый стержень магнитопровода разделен на два участка, разделеных воздушным зазором, из-за которого увеличиваются магнитное сопротивление стержня и величина потоков рассеяния. В результате отмеченного понижается КПД трехфазного трансформатора.The disadvantage of this three-phase transformer is the weak magnetic coupling between the primary and secondary windings of the three-phase transformer due to the fact that each core of the magnetic circuit is divided into two sections separated by an air gap, due to which the magnetic resistance of the rod and the magnitude of the scattering fluxes increase. As a result of the aforementioned, the efficiency of a three-phase transformer decreases.
Известен трехфазный трансформатор тяговых подстанций постоянного тока, используемый в трансформаторном агрегате для электрифицированных железных дорог переменного тока (RU № 146074, H01F 30/12, 27.09.2014) и выбранный в качестве прототипа, содержит трехстержневой магнитопровод, стержни которого расщеплены на два участка, которые в верхней части стержня соединены ферромагнитными стопами, на стержни намотаны фазы вторичной обмотки, которая соединена с нагрузкой, сверху фаз вторичной обмотки намотаны фазы первичной обмотки, подключенной к питающей сети. Участки стержня в нижней части соединены ферромагнитными стопами, при этом на первый участок стержня намотана первая секция вторичной обмотки, на второй участок намотана вторая секция вторичной обмотки, имеющая большее число витков по сравнению с первой секцией вторичной обмотки, причем конец первой секции вторичной обмотки соединен с началом второй секции вторичной обмотки, на первый участок стержня насажены короткозамкнутые витки.Known three-phase transformer DC traction substations used in a transformer unit for electrified AC railways (RU No. 146074, H01F 30/12, 09/27/2014) and selected as a prototype, contains a three-core magnetic circuit, the rods of which are split into two sections, which in the upper part of the rod are connected by ferromagnetic stops, phases of the secondary winding are wound on the rods, which is connected to the load, phases of the primary winding connected to the power supply are wound on top of the phases of the secondary winding children. The sections of the rod in the lower part are connected by ferromagnetic stops, while the first section of the secondary winding is wound on the first section of the rod, the second section of the secondary winding is wound on the second section, having a greater number of turns compared to the first section of the secondary winding, and the end of the first section of the secondary winding is connected to the beginning of the second section of the secondary winding, short-circuited turns are planted on the first section of the rod.
В прототипе из-за использования расщепленных на два участка стержней магнитная связь между первичной и вторичной обмотками проявляется слабо, т.к. первичная обмотка одновременно охватывает оба участка стержня, между которыми находится воздушный промежуток. Наличие воздушного промежутка ведет к увеличению магнитного сопротивления стержня, а, следовательно, к понижению КПД прототипа.In the prototype, due to the use of rods split into two sections, the magnetic coupling between the primary and secondary windings is weakly manifested, because the primary winding simultaneously covers both sections of the rod, between which there is an air gap. The presence of the air gap leads to an increase in the magnetic resistance of the rod, and, consequently, to a decrease in the efficiency of the prototype.
Задача полезной модели - увеличение КПД трехфазного трансформатора тяговых подстанций постоянного тока за счет усиления магнитной связи между первичной и вторичной обмотками фаз в результате разделения первичной обмотки на две последовательно соединенные секции, намотанные поверх секций вторичной обмотки.The objective of the utility model is to increase the efficiency of a three-phase transformer of DC traction substations by enhancing the magnetic coupling between the primary and secondary phase windings as a result of dividing the primary winding into two series-connected sections wound over the sections of the secondary winding.
Технический результат достигается тем, что в трехфазном трансформаторе тяговых подстанций постоянного тока, содержащем трехстержневой магнитопровод, стержни которого расщеплены на два участка, на стержни намотаны фазы вторичной обмотки, которая соединена с нагрузкой, сверху фаз вторичной обмотки намотаны фазы первичной обмотки, подключенной к питающей сети, при этом на первый участок стержня намотана первая секция вторичной обмотки, на второй участок намотана вторая секция вторичной обмотки, причем конец первой секции вторичной обмотки соединен с началом второй секции вторичной обмотки, на первый участок стержня насажены короткозамкнутые витки, вторая секция вторичной обмотки имеет меньшее число витков по сравнению с первой секцией вторичной обмотки, первичная обмотка разделена на две секции с одинаковым числом витков, при этом первая секция первичной обмотки намотана поверх первой секции вторичной обмотки, вторая секция первичной обмотки намотана поверх второй секции вторичной обмотки, при этом конец первой секции первичной обмотки соединен с началом второй секции первичной обмотки.The technical result is achieved by the fact that in a three-phase transformer of DC traction substations containing a three-core magnetic circuit, the rods of which are split into two sections, the phases of the secondary winding are wound on the rods, which is connected to the load, the phases of the primary winding connected to the mains are wound on top of the phases of the secondary winding while the first section of the secondary winding is wound on the first section of the rod, the second section of the secondary winding is wound on the second section, the end of the first section of the secondary winding the ki is connected to the beginning of the second section of the secondary winding, short-circuited turns are inserted on the first section of the rod, the second section of the secondary winding has fewer turns than the first section of the secondary winding, the primary winding is divided into two sections with the same number of turns, while the first section of the primary winding wound over the first section of the secondary winding, the second section of the primary winding is wound over the second section of the secondary winding, while the end of the first section of the primary winding is connected to the beginning of the second sec tion of the primary winding.
Заявленный трехфазный трансформатор тяговых подстанций постоянного тока поясняется чертежом. Устройство содержит трехстержневой магнитопровод, в состав которого входят ярма 1 и стержни 2. Стержни 2 расщеплены на два участка: первый 3 и второй 4. На первый участок 3 стержня 2 намотана первая секция 5 вторичной обмотки, на второй участок 4 стержня 2 намотана вторая секция 6 вторичной обмотки, имеющая меньшее число витков, чем первая секция 5 вторичной обмотки, причем конец первой секции 5 вторичной обмотки соединен с началом второй секции 6 вторичной обмотки. На первый участок 3 стержня 2 насажены короткозамкнутые витки 7, выполненные из меди или алюминия. Первичная обмотка разделена на две секции с одинаковым числом витков, при этом первая секция 8 первичной обмотки намотана поверх первой секции 5 вторичной обмотки, вторая секция 9 первичной обмотки намотана поверх второй секции 6 вторичной обмотки, конец первой секции 8 первичной обмотки соединен с началом второй секции 9 первичной обмотки. Фазы первичной обмотки могут быть соединены, например, по схеме «звезда», а вторичной - по схеме «треугольник».The claimed three-phase transformer DC traction substations is illustrated in the drawing. The device contains a three-core magnetic circuit, which includes
Работа трехфазного трансформатора тяговых подстанций постоянного тока осуществляется следующим образом.The three-phase transformer of traction DC substations is as follows.
Короткозамкнутые витки 7 на первом участке 3 стержня 2 действуют размагничивающее на ферромагнитный материал участка 3 стержня 2, тем самым увеличивая его магнитную проницаемость, что эквивалентно увеличению его площади поперечного сечения. В связи с этим при анализе работы трансформатора считаем, что площадь эквивалентного поперечного сечения участка 3 стержня 2 больше площади поперечного сечения участка 4 стержня 2.Short-circuited
Подается напряжение на первичную обмотку трансформатора, состоящую из секций: первой 8 и второй 9, и по последним начинают протекать переменные токи, которые создают первичный магнитный поток, сцепляющийся с первой 5 и второй 6 секциями вторичной обмотки и индуцирующий в них переменные токи. Эти токи создают вторичный переменный поток. Результирующий переменный магнитный поток, состоящий из первичного и вторичного магнитных потоков, протекает по ярмам 1, по первому участку 3 и второму участку 4 расщепленного стержня 2. Результирующий магнитный поток, протекающий по первому участку 3 стержня 2, сцепляется с витками первой секции 5 и с короткозамкнутыми витками 7 и индуцирует в них ЭДС. Под действием этой ЭДС в короткозамкнутых витках 7 возникает переменный электрический ток, который создает переменный магнитный поток, направленный навстречу магнитному потоку, созданному током первичной обмотки и протекающему по первому участку 3 стержня 2. В результате результирующий магнитный поток на первом участке 3 стержня 2 уменьшается, поэтому уменьшается напряжение на первой секции 5 вторичной обмотки. Магнитный поток, протекающий по второму участку 4 стержня 2, больше магнитного потока, протекающего по первому участку 3 стержня 2. Он сцепляется с витками второй секции 6 вторичной обмотки и на ней появляется напряжение. Результирующее напряжение вторичной обмотки складывается из напряжения на первой секции 5 вторичной обмотки и напряжения второй секции 6 вторичной обмотки.A voltage is applied to the primary winding of the transformer, which consists of sections: the first 8 and second 9, and alternating currents begin to flow through the last, which create a primary magnetic flux that interlocks with the first 5 and second 6 sections of the secondary winding and induces alternating currents in them. These currents create a secondary alternating current. The resulting alternating magnetic flux, consisting of primary and secondary magnetic fluxes, flows through
Так как первая секция 8 и вторая секция 9 первичной обмотки намотаны поверх первой секции 5 и второй секции 9 вторичной обмотки соответственно, магнитная связь между ними максимальна из-за того, что воздушный промежуток между первым 3 и вторым 4 участками стержня 2 не участвует в процессе передачи электромагнитной энергии из первичной во вторичную обмотку и потоки рассеяния минимальны.Since the
При увеличении напряжения на первичной обмотке происходит увеличение тока, протекающего по секциям 8 и 9, следовательно, увеличивается переменный магнитный поток. Тогда из-за высокой магнитной индукции на втором участке 4 стержня 2 его материал переходит в состояние насыщения, и магнитное сопротивление второго участка 4 стержня 2 увеличивается, а величина переменного магнитного потока, проходящего через второй участок 4 стержня 2, уменьшается. В этом случае большая часть переменного магнитного потока ответвляется в первый участок 3 стержня 2, так как он обладает большей эквивалентной площадью поперечного сечения, и поэтому его материал ненасыщен и магнитное сопротивление первого участка 3 стержня 2 мало по сравнению с магнитным сопротивлением второго участка 4 стержня 2. Эта часть переменного магнитного потока сцепляется с витками первой секции 5 вторичной обмотки, наводит в ней электродвижущую силу, которая участвует в формировании напряжения на всей вторичной обмотке трансформатора. Уменьшение величины ЭДС, индуктируемой в секции 6 вторичной обмотки, с учетом того, что число витков в секции 6 больше, чем в секции 5, компенсирует увеличение напряжения вторичной обмотки из-за подъема напряжения на секциях 8 и 9 первичной обмотки. В результате сказанного напряжение вторичной обмотки, состоящей из первой секции 5 и второй секции 6, остается на заданном уровне.With increasing voltage on the primary winding, an increase in the current flowing through
При уменьшении напряжения на секциях 8 и 9 первичной обмотки ток, протекающий по первичной обмотке, будет уменьшаться, следовательно, он будет создавать меньший переменный магнитный поток, проходящий по магнитопроводу, состоящему из первого участка 3 и второго участка 4 стержней 2 и ярем 1. При этом участок магнитной цепи, а именно второй участок 4 стержня 2, на котором расположена вторая секция 6 вторичной обмотки, выйдет из состояния насыщения, то есть его магнитное сопротивление уменьшится. Переменный магнитный поток, проходящий по первому 3 и второму 4 участкам стержня 2, перераспределится между ними, и наведет в первой 5 и второй 6 секциях ЭДС, которые суммируются и формируют напряжение на вторичной обмотке, причем величина ЭДС; индуктируемой во второй секции 6, увеличится, что скомпенсирует влияние уменьшения напряжения на секциях 8 и 9 первичной обмотки, и напряжение вторичной обмотки, состоящей из секций 5 и 6, останется на заданном уровне.With a decrease in voltage in
Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемый трехфазный трансформатор тяговых подстанций постоянного тока характеризуется более высоким КПД из-за сильной магнитной связи между первичной и вторичной обмотками и минимальным значением потоков рассеяния.Thus, in comparison with the prototype, the inventive three-phase transformer for DC traction substations is characterized by a higher efficiency due to the strong magnetic coupling between the primary and secondary windings and the minimum value of the scattering fluxes.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017104981U RU172859U1 (en) | 2017-02-15 | 2017-02-15 | THREE-PHASE DC TRACING TRANSFORMER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017104981U RU172859U1 (en) | 2017-02-15 | 2017-02-15 | THREE-PHASE DC TRACING TRANSFORMER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU172859U1 true RU172859U1 (en) | 2017-07-28 |
Family
ID=59632853
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017104981U RU172859U1 (en) | 2017-02-15 | 2017-02-15 | THREE-PHASE DC TRACING TRANSFORMER |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU172859U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU184270U1 (en) * | 2018-06-04 | 2018-10-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | THREE-PHASE TRANSFORMER OF DC SUPPLY SUBSTANCES |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4540931A (en) * | 1983-06-24 | 1985-09-10 | Regulation Technology, Inc. | Variable transformer and voltage control system |
RU2321154C1 (en) * | 2007-02-01 | 2008-03-27 | Борис Алексеевич Аржанников | Transformer machine for alternating current electric railroads |
RU119930U1 (en) * | 2012-04-11 | 2012-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | THREE PHASE TRANSFORMER |
RU2465672C1 (en) * | 2011-04-18 | 2012-10-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Transformer unit for electrified ac railroads |
RU146074U1 (en) * | 2014-04-29 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | TRANSFORMER UNIT FOR ELECTRIFICATED AC RAILWAYS |
-
2017
- 2017-02-15 RU RU2017104981U patent/RU172859U1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4540931A (en) * | 1983-06-24 | 1985-09-10 | Regulation Technology, Inc. | Variable transformer and voltage control system |
RU2321154C1 (en) * | 2007-02-01 | 2008-03-27 | Борис Алексеевич Аржанников | Transformer machine for alternating current electric railroads |
RU2465672C1 (en) * | 2011-04-18 | 2012-10-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Transformer unit for electrified ac railroads |
RU119930U1 (en) * | 2012-04-11 | 2012-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | THREE PHASE TRANSFORMER |
RU146074U1 (en) * | 2014-04-29 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | TRANSFORMER UNIT FOR ELECTRIFICATED AC RAILWAYS |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU184270U1 (en) * | 2018-06-04 | 2018-10-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | THREE-PHASE TRANSFORMER OF DC SUPPLY SUBSTANCES |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2011115118A (en) | ELECTRIC POWER Inductive Reception for a Vehicle | |
RU123598U1 (en) | THREE PHASE CONTROLLED REACTOR | |
RU172859U1 (en) | THREE-PHASE DC TRACING TRANSFORMER | |
RU119930U1 (en) | THREE PHASE TRANSFORMER | |
RU184270U1 (en) | THREE-PHASE TRANSFORMER OF DC SUPPLY SUBSTANCES | |
GB201109741D0 (en) | Fault current limiter | |
RU109909U1 (en) | THREE PHASE TRANSFORMER | |
EP2439757A1 (en) | Multi-phase transformer | |
RU146074U1 (en) | TRANSFORMER UNIT FOR ELECTRIFICATED AC RAILWAYS | |
CN208889433U (en) | Single phase ac current-limiting transformer | |
RU161495U1 (en) | DEVICE FOR INCREASING THE ENERGY EFFICIENCY OF THE FOUR WIRE ELECTRICAL NETWORK | |
CN204316395U (en) | Magnetic valve type controllable reactor rapidity improving device | |
CN205645439U (en) | Rectifier transformer is pull to dry -type | |
RU159155U1 (en) | DEVICE FOR REDUCING THE CURRENT IN THE ZERO WIRE OF A FOUR-WIRE NETWORK | |
RU2665699C1 (en) | Single-phase reactor-transformer | |
RU148643U1 (en) | TRANSFORMER | |
Wei et al. | Design considerations of inductor for 500 kVA PV inverter based on Euro efficiency | |
RU2680373C1 (en) | Three phase reactor transformer | |
RU148837U1 (en) | THREE PHASE TRANSFORMER | |
RU2522164C1 (en) | Supply source transformer for suspended measuring sensors | |
KR20160139662A (en) | Three phase transformer which can function as inductor | |
CN206819853U (en) | A kind of single-phase intelligent voltage stabilized transformer | |
CN204720294U (en) | A kind of transformer | |
RU63137U1 (en) | TRANSFORMER UNIT FOR ELECTRIFICATED AC RAILWAYS | |
CN205354827U (en) | Three single -phase pulse wave rectifier transformer |