RU2305339C1 - Multiphase transformer - Google Patents

Abstract

FIELD: electrical engineering; multiphase semiconductor converters such as rectifiers, inverters, and frequency changers.

SUBSTANCE: intermediate magnetic circuit of proposed multiphase transformer is laminated structure of different-profile stacks with slots on butt-end, internal, and side surfaces accommodating three-phase and multiphase windings. Two extreme stacks of intermediate laminated magnetic circuit have slots throughout entire height of coil group. Central part of intermediate laminated magnetic circuit has slots at external and internal surfaces of laminated magnetic circuit wherein winding turns are placed. Additional magnetic circuits are twisted slotless structures.

EFFECT: enhanced efficiency, improved electromagnetic compatibility with other pieces of electrical equipment.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к трансформаторостроению и может быть использовано в многофазных полупроводниковых преобразователях, например в выпрямителях, инверторах и преобразователях частоты.The invention relates to transformer construction and can be used in multiphase semiconductor converters, for example in rectifiers, inverters and frequency converters.

Известен многофазный трансформатор, содержащий средний витой магнитопровод с пазами на торцовых поверхностях, в которые уложены трехфазная первичная и многофазная вторичная обмотки, а также два боковых витых магнитопровода без пазов, примыкающих к торцам среднего витого магнитопровода.A multiphase transformer is known, comprising a middle twisted magnetic circuit with grooves on the end surfaces, in which a three-phase primary and multiphase secondary windings are laid, as well as two side twisted magnetic circuits without grooves adjacent to the ends of the middle twisted magnetic circuit.

Этот многофазный трансформатор наиболее близок к заявляемому изобретению и принимается за прототип.This multiphase transformer is closest to the claimed invention and is taken as a prototype.

К недостаткам прототипа относятся:The disadvantages of the prototype include:

- наличие значительных магнитных потоков рассеяния, в связи с намоткой обмоток по цилиндрической поверхности среднего витого магнитопровода, не имеющей пазов на боковой поверхности, так как пазы у среднего магнитопровода проточены только на его торцовых поверхностях;- the presence of significant magnetic fluxes of scattering, in connection with the winding of the windings on the cylindrical surface of the middle twisted magnetic circuit that does not have grooves on the side surface, since the grooves in the middle magnetic circuit are cut only on its end surfaces;

- применение диаметрального шага намотки обмоток, которое приводит к появлению у трансформатора лобовых частей, что исключает плотное прилегание боковых витых магнитопроводов к среднему витому магнитопроводу через тонкую немагнитную прокладку.- the use of the diametrical pitch of the winding of the windings, which leads to the appearance of the frontal parts of the transformer, which eliminates the tight fit of the side twisted magnetic circuits to the middle twisted magnetic circuit through a thin non-magnetic gasket.

Задачей, решенной заявляемым техническим решением, является разработка многофазного трансформатора, превосходящего прототип в отношении электромагнитной совместимости и более высокого КПД.The problem solved by the claimed technical solution is the development of a multiphase transformer that exceeds the prototype in terms of electromagnetic compatibility and higher efficiency.

Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что ярмо среднего магнитопровода выполнено шихтованным, сформированным из пакетов разного профиля с пазами на торцовых, внутренних и боковых поверхностях, в которые уложены силовые трехфазная и многофазная обмотки, при этом два крайних пакета среднего шихтованного магнитопровода имеют пазы на полную высоту катушечной группы, а центральная часть среднего шихтованного магнитопровода имеет пазы у наружной и внутренней поверхности шихтованного магнитопровода, в которые уложены витки трехфазной и многофазной обмотки, а дополнительные витые магнитопроводы выполнены без пазов и примыкают через немагнитные прокладки к среднему шихтованному магнитопроводу.The essence of the claimed technical solution lies in the fact that the yoke of the middle magnetic circuit is made in batch, formed from packages of different profiles with grooves on the end, inner and side surfaces, in which the power three-phase and multiphase windings are laid, while the two outermost packages of the middle charged magnetic core have grooves on the full height of the coil group, and the central part of the middle charged magnetic circuit has grooves at the outer and inner surfaces of the charged magnetic circuit, in which three-phase and multiphase windings, and additional twisted magnetic cores are made without grooves and are connected through non-magnetic gaskets to the middle lined magnetic circuit.

Предлагаемое техническое решение является новым: отличие от прототипа - ярмо среднего магнитопровода выполнено шихтованным, сформированным из пакетов разного профиля, на торцовых, внутренних и боковых поверхностях которых имеются пазы, в которые уложены силовые трехфазная и многофазная обмотки, при этом два крайних пакета среднего шихтованного магнитопровода имеют пазы на полную высоту катушечной группы, а центральная часть среднего шихтованного магнитопровода имеет пазы у наружной и внутренней поверхности шихтованного магнитопровода для укладки в них витков трехфазной и многофазной обмоток.The proposed technical solution is new: a difference from the prototype — the yoke of the middle magnetic circuit is made in batch, formed from packets of different profiles, on the front, inner and side surfaces of which there are grooves in which the power three-phase and multiphase windings are laid, while the two outermost packages of the middle lined magnetic circuit have grooves to the full height of the coil group, and the central part of the middle lined magnetic circuit has grooves at the outer and inner surfaces of the lined magnetic circuit Yes laying them turns three-phase and multiphase windings.

Предлагаемое изобретение имеет изобретательский уровень, так как совокупность существенных признаков изобретения приводит к новому техническому результату - исключению больших магнитных потоков рассеяния, увеличению установленной мощности трансформатора, лучшей электромагнитной совместимости и более высокому качеству выпрямленного напряжения на выходе многофазного выпрямителя.The present invention has an inventive step, since the set of essential features of the invention leads to a new technical result - the exclusion of large magnetic fluxes of dissipation, an increase in the installed power of the transformer, better electromagnetic compatibility and higher quality of the rectified voltage at the output of a multiphase rectifier.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 показан общий вид среднего шихтованного магнитопровода, на фиг.2 показан профиль листов крайних пакетов среднего шихтованного магнитопровода, на фиг.3 показан профиль листов центрального пакета среднего шихтованного магнитопровода, на фиг.4 показан общий вид многофазного трансформатора.The invention is illustrated by the drawing, in which Fig. 1 shows a general view of the middle batch magnetic circuit, Fig. 2 shows the profile of the sheets of the extreme packages of the middle batch magnetic circuit, Fig. 3 shows the profile of the sheets of the central packet of the middle batch magnetic circuit, Fig. 4 shows a general view of the multiphase transformer.

Многофазный трансформатор содержит средний шихтованный магнитопровод, состоящий из листов различного профиля 1 и 2, в пазах 3, 4, 5 которого размещены секции трехфазной и многофазной обмоток с выводами на внешнюю поверхность магнитопровода. С двух противоположных торцов к среднему магнитопроводу через немагнитные прокладки примыкают два боковых витых тороидальных магнитопровода 6 без пазов.A multiphase transformer contains an average charged magnetic core, consisting of sheets of various profiles 1 and 2, in slots 3, 4, 5 of which sections of a three-phase and multiphase windings with leads to the outer surface of the magnetic core are placed. From two opposite ends to the middle magnetic circuit through non-magnetic gaskets adjoin two side twisted toroidal magnetic circuits 6 without grooves.

Многофазный трансформатор работает следующим образом.Multiphase transformer operates as follows.

При подключении трехфазной обмотки к питающей сети она создает в среднем шихтованном магнитопроводе вращающееся магнитное поле, которое в соответствии с законом электромагнитной индукции e(t)=-dΨ/dt возбуждает в многофазной обмотке ЭДС взаимоиндукции, сдвинутые на угол 2π/m, где m - число фаз вторичной обмотки трансформатора. В результате происходит преобразование трехфазной системы напряжений в m-фазную вторичную систему напряжений.When a three-phase winding is connected to the supply network, it creates a rotating magnetic field in the middle charged magnetic circuit, which, in accordance with the law of electromagnetic induction, e (t) = - dΨ / dt excites mutual induction in the multiphase winding, shifted by an angle of 2π / m, where m - the number of phases of the secondary winding of the transformer. As a result, a three-phase voltage system is transformed into an m-phase secondary voltage system.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет увеличить установленную мощность преобразовательных трансформаторов, добиться лучшей электромагнитной совместимости трансформаторов и преобразователей с другим электрооборудованием и получить более высокое качество выпрямленного напряжения.Thus, the claimed invention allows to increase the installed power of the transformer transformers, to achieve better electromagnetic compatibility of transformers and converters with other electrical equipment and to obtain a higher quality of the rectified voltage.

Claims (1)

Многофазный трансформатор, содержащий трехфазную первичную и многофазную вторичную обмотки, охватывающие ярмо среднего магнитопровода и два боковых магнитопровода, примыкающих к торцам среднего магнитопровода через немагнитные прокладки, отличающийся тем, что средний магнитопровод выполнен шихтованным из пакетов разного профиля с пазами на торцовых, внутренних и боковых поверхностях, в которые уложены трехфазная и многофазная обмотки, при этом два крайних пакета среднего шихтованного магнитопровода имеют пазы на полную высоту катушечной группы, центральная часть среднего шихтованного магнитопровода имеет пазы у наружной и внутренней поверхностей шихтованного магнитопровода для укладки в них витков обмоток, а дополнительные магнитопроводы выполнены витыми без пазов.A multiphase transformer containing a three-phase primary and multiphase secondary windings, covering the yoke of the middle magnetic circuit and two side magnetic circuits adjacent to the ends of the middle magnetic circuit through non-magnetic gaskets, characterized in that the middle magnetic circuit is made of bursts of different profiles with grooves on the end, inner and side surfaces in which the three-phase and multiphase windings are stacked, while the two extreme packages of the middle charged magnetic core have grooves to the full height of the coil of the cervical group, the central part of the middle lined magnetic circuit has grooves at the outer and inner surfaces of the lined magnetic circuit for laying windings in them, and additional magnetic circuits are made twisted without grooves.

Images