RU2170651C1 - Ventilated transformer - Google Patents
Ventilated transformer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2170651C1 RU2170651C1 RU99121479/02A RU99121479A RU2170651C1 RU 2170651 C1 RU2170651 C1 RU 2170651C1 RU 99121479/02 A RU99121479/02 A RU 99121479/02A RU 99121479 A RU99121479 A RU 99121479A RU 2170651 C1 RU2170651 C1 RU 2170651C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- winding
- arc
- electric
- transformer
- circuit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Arc Welding Control (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, а именно электросталеплавильному и электросварочному оборудованию, позволяет снизить непроизводительные потери, весогабаритные показатели и себестоимость печных и сварочных трансформаторов. The invention relates to the field of electrical engineering, namely, electric steelmaking and electric welding equipment, allows to reduce unproductive losses, weight and size indicators and the cost of furnace and welding transformers.
Известны печные и сварочные трансформаторы с обдувом для снижения теплонапряженности обмоток (см., например, Н.В. Окороков. Дуговые сталеплавильные печи. Издательство "Металлургия", Москва, 1971 год, стр. 17-19, л. 1). Но для электропривода вентиляторов обдува известных трансформаторов необходим дополнительный расход электроэнергии от постороннего источника. КПД таких трансформаторов не превышает 50%. Known furnace and welding transformers with blowing to reduce the thermal stress of the windings (see, for example, N.V. Okorokov. Arc steel-smelting furnaces. Metallurgy Publishing House, Moscow, 1971, pp. 17-19, l. 1). But for the electric drive fans blowing well-known transformers need additional energy consumption from an external source. The efficiency of such transformers does not exceed 50%.
Известно также, что для работы печных и сварочных трансформаторов необходима так называемая "падающая" вольт-амперная характеристика (ВАХ), поскольку для первоначального возбуждения дуги необходимо напряжение в несколько раз больше, чем для осуществления процесса поддержания дуги, т.е. собственно плавки металла. Это достигается применением дросселей, добавочных сопротивлений, магнитных систем с повышенным рассеянием магнитного потока и т.д., что в 2-3 раза завышает требуемую для плавки и электросварки мощность (см., например, Титов О.И. Справочник электросварщика ручной сварки. Новосибирское книжное издательство, 1939 год, л. 2). It is also known that the operation of furnace and welding transformers requires the so-called “falling” current-voltage characteristic (CVC), since the initial arc excitation requires a voltage several times higher than for the arc maintenance process, i.e. actually melting metal. This is achieved by the use of chokes, additional resistances, magnetic systems with increased magnetic flux scattering, etc., which is 2–3 times higher than the power required for melting and electric welding (see, for example, Titov OI, Manual Manual Electric Welder. Novosibirsk Book Publishing House, 1939, p. 2).
Существует также принцип формирования "падающей" ВАХ способом управления углом отсечки синусоидального напряжения (см., например, В.Баранов Маломощный электросварочный аппарат, Радио N 7, 1996, л. 3). There is also the principle of forming a “falling” I – V characteristic by controlling the cutoff angle of the sinusoidal voltage (see, for example, V. Baranov Low-power electric welding machine,
По принципу действия это регулируемый выпрямитель, требующий сложной элементной базы, поэтому для более мощных трансформаторов неприемлем. According to the principle of operation, this is an adjustable rectifier that requires a complex elemental base, therefore it is unacceptable for more powerful transformers.
Прототипом может быть принят печной трансформатор, содержащий корпус с системой охлаждения, первичную обмотку высокого напряжения, магнитопровод стрежневого типа или броневого типа, вторичную обмотку низкого напряжения, а также сопутствующее оборудование: разъединитель, высоковольтный выключатель, дроссель, высоковольтный выключатель для шунтирования дросселя, шины низкого напряжения, приборы контроля и систем у регулирования электрической мощности (л-1, стр. 17-19). A prototype can be a furnace transformer containing a housing with a cooling system, a high-voltage primary winding, a rod-type or armor-type magnetic circuit, a low-voltage secondary winding, as well as related equipment: a disconnector, a high-voltage switch, a choke, a high-voltage switch for shunting the inductor, low busbars voltage, control devices and systems for electric power regulation (l-1, p. 17-19).
Прототипу свойственны следующие недостатки:
низкий КПД, сложность, металлоемкость, высокая себестоимость и неудовлетворительные эксплуатационные показатели.The prototype has the following disadvantages:
low efficiency, complexity, metal consumption, high cost and unsatisfactory performance.
Техническая задача - снижение металлоемкости и стоимости сталеплавильного и сварочного оборудования, повышение КПД и улучшение их эксплуатационных показателей. The technical task is to reduce the metal consumption and cost of steelmaking and welding equipment, increase efficiency and improve their performance.
Это достигается:
- отказом от сложных систем регулирования электрической мощности со стороны обмотки высокого напряжения (первичной обмотки);
- разделением вторичной обмотки каждой фазы на две части, подключаемые к одному электроду через запирающую диодную развязку по току, из которых одна рассчитана на полную электрическую мощность и низкое напряжение поддержания горения дуги, а другая, являющаяся продолжением первой и дающая вместе с ней напряжение зажигания дуги во всех реальных режимах, выполнена минимальной мощности;
- применением магнитопровода с минимальным магнитным рассеянием, например, в виде тора и отказом от применения дросселей;
- последовательным соединением обмотки первоначального возбуждения дуги с обмоткой электродвигателя обдува (ЭДО) трансформатора и в пределе отказом и от применения добавочного сопротивления для выравнивания напряжения двух частей вторичной обмотки и получения "падающей" ВАХ.This is achieved:
- rejection of complex systems for regulating electric power from the side of the high voltage winding (primary winding);
- dividing the secondary winding of each phase into two parts, connected to one electrode through a locking diode current isolation, one of which is designed for full electric power and low voltage for maintaining the arc burning, and the other, which is a continuation of the first and giving the arc ignition voltage with it in all real modes, the minimum power is made;
- the use of a magnetic circuit with minimal magnetic scattering, for example, in the form of a torus and the refusal to use chokes;
- serial connection of the coil of the initial excitation of the arc with the winding of the blower motor (EDF) of the transformer and, in the limit, the refusal and the use of additional resistance to equalize the voltage of the two parts of the secondary winding and obtain a "falling" CVC.
Сущность изобретения заключается в использовании нового принципа получения "падающей" ВАХ. Регулирование крутизны "падения" ВАХ для стабилизации горения дуги в этом случае происходит автоматически за счет противо-ЭДС электродвигателя обдува по мере его разгона с вентиляторной нагрузкой с одновременным выполнением функции снижения теплонапряженности обмоток. The essence of the invention is to use the new principle of obtaining a "falling" I-V characteristic. In this case, the slope of the I – V characteristic for the stabilization of the arc burning is regulated automatically due to the counter-EMF of the blower motor as it accelerates with the fan load while performing the function of decreasing the thermal stress of the windings.
Проведенный патентный поиск показал отсутствие печных и сварочных трансформаторов с предлагаемой совокупностью признаков. A patent search showed the absence of furnace and welding transformers with the proposed set of features.
Таким образом, в данном случае известные элементы объединены новыми связями, придают печным и сварочным трансформаторам новые свойства, проявившиеся в положительных эффектах, вследствие чего решение может быть признано имеющим изобретательский уровень. Thus, in this case, the known elements are combined with new bonds, give the furnace and welding transformers new properties, manifested in positive effects, as a result of which the solution can be recognized as having an inventive step.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показана принципиальная схема однофазного сварочного трансформатора с электродвигателем обдува переменного тока; на фиг. 2 показан вариант трансформатора с облегченной вторичной обмоткой, ее полупериодном разделении тока в нулевой точке (со знаком -) и электродвигателем обдува постоянного тока; на фиг. 3 показан трехфазный вариант схемы печного или сварочного трансформатора с условными обозначениями:
1 - первичная обмотка трансформатора;
2 - магнитопровод;
3 - часть вторичной обмотки-обмотка поддержания дуги;
4 - часть вторичной обмотки-обмотка первоначального возбуждения дуги;
5 - двухполупериодная схема выпрямления тока горения дуги;
6 - двухполупериодная схема выпрямления тока возбуждения дуги;
7 - регулируемое добавочное сопротивление;
8 - электродвигатель обдува (ЭДО);
9 - электроды;
10 - свариваемая деталь.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a schematic diagram of a single-phase welding transformer with an AC blower motor; in FIG. 2 shows a variant of a transformer with a lightweight secondary winding, its half-period separation of current at zero point (with a - sign) and a DC blowing motor; in FIG. 3 shows a three-phase version of the furnace or welding transformer circuit with the legend:
1 - primary winding of the transformer;
2 - magnetic circuit;
3 - part of the secondary winding-winding maintain the arc;
4 - part of the secondary winding-winding of the initial excitation of the arc;
5 - two-half-wave rectification circuit of the arc burning current;
6 is a two-half-wave rectification circuit of the arc excitation current;
7 - adjustable additional resistance;
8 - blower motor (EDO);
9 - electrodes;
10 - welded part.
Как видно из фиг. 1 устройство обмоток 1, 3, 4 и схемы их соединения выполнены аналогично указанному в л-4, но вместо добавочного регулируемого сопротивления 7 последовательно обмотке первоначального возбуждения дуги включена обмотка электродвигателя обдува 8. As can be seen from FIG. 1, the
В общем случае для снижения расчетной мощности электродвигателя обдува 8 возможно полное или частичное шунтирование его обмоток сопротивлением 7, как показано на фиг. 2 и 3. In the general case, in order to reduce the rated power of the blowing
При этом обмотка электродвигателя обдува 8 может быть выполнена в варианте коллекторной машины постоянного (фиг. 2) или переменного тока, а такие бесконтактной машины переменного однофазного (фиг. 1) или трехфазного (фиг. 3) тока. In this case, the winding of the
В зависимости от этого последовательно обмотке первоначального возбуждения дуги 4 электродвигатель обдува 8 включается до (для переменного тока) или после (для постоянного тока) схемы выпрямления тока возбуждения дуги 6. Depending on this, sequentially the winding of the initial excitation of the
Для мощных печных трансформаторов может быть применен не один, а несколько включенных параллельно друг другу электродвигателей обдува 8. For powerful furnace transformers, not one, but several blowing
Все схемы выполнены таким образом, что при отсутствии дуги тока в частях 3, 4 вторичной обмотки трансформатора и электродвигателя обдува 8 нет, а к электродам 9 подходит полное напряжение зажигания дуги во всех реальных режимах работы трансформатора, равное сумме напряжений двух частей 3 и 4 вторичной обмотки. All circuits are designed in such a way that in the absence of a current arc in
Это возможно благодаря применению запирающей диодной развязки по току, состоящей из схем двухполупериодного выпрямления тока первоначального возбуждения дуги 6 и двухполупериодного выпрямления тока поддержания горения дуги 5. This is possible due to the use of a locking diode current isolation, consisting of two-half-wave rectification of the current of the initial excitation of the
При зажигании дуги через обмотку возбуждения дуги 4 и обмотку электродвигателя обдува 8 протекает ток, прямо пропорциональный приложенному суммарному напряжению вторичной обмотки 3, 4 и обратно пропорциональный сумме внутренних сопротивлений вторичной обмотки 3, 4, обмоток электродвигателя обдува 8 и переходному сопротивлению в дуге. When the arc is ignited, a current flows through the arc excitation winding 4 and the winding of the blowing
Этот ток обеспечит ионизацию межэлектродной среды и токопроводящий канал плазмы, включающий непосредственно часть 3 вторичной обмотки, которая поддерживает горение дуги и плавку металла. This current will provide ionization of the interelectrode medium and the conducting channel of the plasma, which directly includes
По мере разгона электродвигателя обдува 8 в соответствии со свойством саморегулирования электрических машин приложенное к электродвигателю 8 напряжение будет уменьшаться за счет противо-ЭДС, автоматически обеспечивая "падение" ВАХ и стабилизацию горения дуги при наличии магнитопровода 2 с минимальным магнитным рассеянием, например, в виде тора. As the blowing
Механическая энергия электродвигателя 8 передается вентилятору, который интенсивно охлаждает рабочие обмотки трансформатора без дополнительного расхода электроэнергии. The mechanical energy of the
Это позволяет значительно снизить теплонапряженность обмоток, допустить большую плотность тока, а значит и меньший их вес и габариты при максимальном КПД трансформатора, т.к. внутреннее сопротивление его вторичной обмотки и магнитный поток рассеяния всегда меньше по сравнению с сопротивлением и потоком рассеяния известных трансформаторов. This allows you to significantly reduce the thermal stress of the windings, to allow a greater current density, and therefore less weight and dimensions at the maximum efficiency of the transformer, because the internal resistance of its secondary winding and the magnetic flux of scattering are always less in comparison with the resistance and flux of scattering of known transformers.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99121479/02A RU2170651C1 (en) | 1999-10-11 | 1999-10-11 | Ventilated transformer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99121479/02A RU2170651C1 (en) | 1999-10-11 | 1999-10-11 | Ventilated transformer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2170651C1 true RU2170651C1 (en) | 2001-07-20 |
| RU99121479A RU99121479A (en) | 2001-08-20 |
Family
ID=20225761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99121479/02A RU2170651C1 (en) | 1999-10-11 | 1999-10-11 | Ventilated transformer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2170651C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2371890C1 (en) * | 2008-04-29 | 2009-10-27 | Валентин Иванович Власов | Welding arc power supply |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2060123C1 (en) * | 1992-01-30 | 1996-05-20 | Научно-исследовательский институт систем охлаждения электрооборудования | Portable welding unit |
| RU2106711C1 (en) * | 1992-05-12 | 1998-03-10 | Георгий Борисович Черников | Shell-type magnetic core |
| RU2115520C1 (en) * | 1997-04-01 | 1998-07-20 | Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Electric welder |
| RU2125310C1 (en) * | 1996-06-18 | 1999-01-20 | Сюксин Эспер Аркадьевич | High-frequency transformer |
-
1999
- 1999-10-11 RU RU99121479/02A patent/RU2170651C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2060123C1 (en) * | 1992-01-30 | 1996-05-20 | Научно-исследовательский институт систем охлаждения электрооборудования | Portable welding unit |
| RU2106711C1 (en) * | 1992-05-12 | 1998-03-10 | Георгий Борисович Черников | Shell-type magnetic core |
| RU2125310C1 (en) * | 1996-06-18 | 1999-01-20 | Сюксин Эспер Аркадьевич | High-frequency transformer |
| RU2115520C1 (en) * | 1997-04-01 | 1998-07-20 | Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Electric welder |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ОКОРОКОВ Н.В. Дуговые сталеплавильные печи. - М.: Металлургия, 1971, с.17-19. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2371890C1 (en) * | 2008-04-29 | 2009-10-27 | Валентин Иванович Власов | Welding arc power supply |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH05111766A (en) | Arc welding machine | |
| JPH05277731A (en) | Arc welding machine | |
| RU2170651C1 (en) | Ventilated transformer | |
| Jung et al. | Stability improvement of V/f-controlled induction motor drive systems by a dynamic current compensator | |
| JPH07115182B2 (en) | Arc welder | |
| JP2003189697A (en) | Power supply provided with alternating-current generator | |
| Takahashi et al. | A 500 Hz power system-applications | |
| US5340963A (en) | Alternating current power source for welding | |
| RU2053072C1 (en) | Power supply source for electric arc welding | |
| RU2138843C1 (en) | Electric arc process voltage control device | |
| US3292038A (en) | D. c. power supply | |
| RU2095935C1 (en) | Device for excitation of synchronous electric motor | |
| EP0533740A1 (en) | A dc arc torch power supply | |
| JPH077999A (en) | Ac generator | |
| RU2172572C2 (en) | Transformer | |
| Morack et al. | Sealed-tube ignitron rectifiers | |
| US20250287473A1 (en) | Induction heating device, system, production line, method and use | |
| RU68777U1 (en) | GAS DISCHARGE POWER SUPPLY | |
| RU2371890C1 (en) | Welding arc power supply | |
| JPH05111244A (en) | Power source for arc welding machine | |
| RU2137147C1 (en) | Device for burning-through defective point on electric cable insulation | |
| KR930001225B1 (en) | AC Arc Welding Machine Power Supply | |
| JP2003059631A (en) | High frequency power supply | |
| SU780111A1 (en) | Transformer-type phase number converter with rotating magnetic field | |
| SU678625A1 (en) | Synchronous generator self-excitation and voltage regulation device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20070213 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081012 |