[go: up one dir, main page]

RU2222066C2 - Variable-ratio transformer with rotary magnetic field - Google Patents

Variable-ratio transformer with rotary magnetic field Download PDF

Info

Publication number
RU2222066C2
RU2222066C2 RU2001117970/09A RU2001117970A RU2222066C2 RU 2222066 C2 RU2222066 C2 RU 2222066C2 RU 2001117970/09 A RU2001117970/09 A RU 2001117970/09A RU 2001117970 A RU2001117970 A RU 2001117970A RU 2222066 C2 RU2222066 C2 RU 2222066C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
winding
magnetization
shunt
output voltage
Prior art date
Application number
RU2001117970/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001117970A (en
Inventor
С.В. Мишин
Е.М. Старчуков
Т.С. Подлужный
Original Assignee
Иркутский военный авиационный инженерный институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Иркутский военный авиационный инженерный институт filed Critical Иркутский военный авиационный инженерный институт
Priority to RU2001117970/09A priority Critical patent/RU2222066C2/en
Publication of RU2001117970A publication Critical patent/RU2001117970A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2222066C2 publication Critical patent/RU2222066C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Transformers For Measuring Instruments (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering, transformers with magnetization. SUBSTANCE: variable-ratio transformer has external laminated hollow cylinder with trapezoidal slots in inner surface to drop multiphase primary winding and internal laminated cylinder with trapezoidal slots in outer surface to accommodate secondary winding, magnetic shunt in the form of intermediate hollow cylinder with trapezoidal slots in outer and inner surfaces to drop magnetization winding. Primary windings of current transformers are placed correspondingly in phases A, B, C of load. Rectifiers are supplied from secondary windings f current transformers. Adjusting rheostat is meant to set output voltage. Shunt permeance is adjusted by change of current in its magnetization winding, Value of magnetization current is adjusted by automatic regulator incorporating current transformers and rectifiers which alters voltage in proportion with change of load current. Changing current in magnetization winding it is possible to alter value of magnetic flux linked with turns of secondary winding put on secondary yoke and consequently value of output voltage. EFFECT: exclusion of additional external D C power supply source needed for feeding of magnetization winding of shunt, increased stability of output voltage with rise of load current. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а в частности к трансформаторам с подмагничиванием. The invention relates to electrical engineering, and in particular to transformers with magnetization.

Известно устройство [1], содержащее составной цилиндрический шихтованный маганитопровод, имеющий внешнюю и внутреннюю части с пазами для обмоток переменного тока и обмотку подмагничивания. С целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения и упрощения технологии изготовления в него введен магнитный шунт, установленный между зубцами внешней и внутренней частей магнитопровода и выполненный в виде шихтованного полого цилиндра с открытыми пазами, расположенными на его внутренней и внешней поверхностях, в которых размещена тороидальная обмотка подмагничивания, охватывающая внешнюю и внутреннюю цилиндрические поверхности шунта, причем павы и зубцы шунта расположены соответственно против пазов и зубцов внешней и внутренней частей магнитопровода
Недостатками устройства являются
- необходимость в дополнительном регулируемом внешнем источнике постоянного тока для питания обмотки подмагничивания шунта;
- снижение выходного напряжения по мере увеличения тока нагрузки.
A device [1] is known, which contains a composite cylindrical lined magnetic pipe having external and internal parts with grooves for alternating current windings and a magnetizing winding. In order to expand the range of regulation of the output voltage and simplify the manufacturing technology, a magnetic shunt is inserted into it, installed between the teeth of the external and internal parts of the magnetic circuit and made in the form of a lined hollow cylinder with open grooves located on its internal and external surfaces, in which a toroidal magnetization winding is placed covering the outer and inner cylindrical surfaces of the shunt, and the pavas and teeth of the shunt are located respectively against the grooves and teeth of the outer th and inner parts of the magnetic circuit
The disadvantages of the device are
- the need for an additional regulated external DC source to power the shunt bias winding;
- decrease in output voltage with increasing load current.

Задачами изобретения являются
- исключение дополнительного внешнего регулируемого источника постоянного тока, необходимого для питания обмотки подмагничивания щунта, т.е. автономность работы регулируемого трансформатора;
- улучшение стабильности выходного напряжения регулируемого трансформатора при увеличении его тока нагрузки.
The objectives of the invention are
- the exclusion of an additional external adjustable DC source necessary to power the bias magnetization winding, i.e. autonomy of an adjustable transformer;
- improving the stability of the output voltage of an adjustable transformer with an increase in its load current.

Задачи решаются введением трансформатора тока с выпрямителем в каждую из трех фаз нагрузочной цепи регулируемого трансформатора для питания обмотки подмагничивания шунта. The tasks are solved by introducing a current transformer with a rectifier into each of the three phases of the load circuit of the adjustable transformer to power the shunt magnetization winding.

Технический результат выражается в том, что
- обеспечивается автономность работы предлагаемого устройства за счет исключения потребности в дополнительном внешнем регулируемом источнике постоянного тока для питания обмотки подмагничивания шута,
- по своей сути вводимые в известное устройство [1] дополнительные элементы представляют собой автоматический стабилизатор выходного напряжения. Как показывают результаты экспериментальных исследовании, в известном устройстве при увеличении тока нагрузки от 0 до номинального значения выходное напряжение снижается на 53,3%, а в предлагаемом устройстве - всего на 1,1%.
The technical result is expressed in the fact that
- provides autonomy of the proposed device due to the elimination of the need for an additional external adjustable constant current source to power the magnetization winding of the jester,
- at its core, additional elements introduced into the known device [1] are an automatic output voltage stabilizer. As the results of an experimental study show, in the known device, when the load current increases from 0 to the nominal value, the output voltage decreases by 53.3%, and in the proposed device - only 1.1%.

Нa фиг.1 представлен поперечный разрез трансформатора с вращающимся магнитным полем (ТВМП). Figure 1 shows a cross section of a transformer with a rotating magnetic field (TWMP).

Электрическая схема включения элементов предлагаемого устройства приведена на фиг.2. An electrical circuit for including elements of the proposed device is shown in figure 2.

Конструкция ТВМП содержит (см. фиг.1)
- первичное ярмо 1 - внешний шихтованный полый цилиндр с трапецеидальными пазами на внутренней цилиндрической поверхности для многофазной первичной обмотки переменного тока 2;
- вторичное ярмо 3 - внутренний шихтованный цилиндр с трапецеидальными пазами на внешней цилиндрической поверхности для вторичной многофазной обмотки переменного тока 4;
- магнитный шунт 5 - промежуточный полый цилиндр с трапецеидальными пазами на внешней и внутренней цилиндрических поверхностях для тороидальной обмотки подмагничивания 6.
The design of the TVMP contains (see figure 1)
- primary yoke 1 - external lined hollow cylinder with trapezoidal grooves on the inner cylindrical surface for a multiphase primary winding of alternating current 2;
- secondary yoke 3 - inner lined cylinder with trapezoidal grooves on the outer cylindrical surface for a secondary multiphase winding of alternating current 4;
- magnetic shunt 5 - an intermediate hollow cylinder with trapezoidal grooves on the outer and inner cylindrical surfaces for the toroidal magnetization winding 6.

На электрической схеме (см. фиг.2) приняты следующие обозначения:
- 7, 8, 9 - трансформаторы тока, первичные обмотки которых включены соответственно в фазу А, В, С нагрузки ТВМП;
- 10, 11, 12 - мостовые выпрямители, запитывающиеся от вторичных обмоток соответствующих трансформаторов тока;
- 13 - регулировочный реостат для изменения тока в цепи питания обмотки подмагничивания.
On the electrical circuit (see figure 2) the following notation:
- 7, 8, 9 - current transformers, the primary windings of which are included respectively in phase A, B, C of the TVMP load;
- 10, 11, 12 - bridge rectifiers powered from the secondary windings of the respective current transformers;
- 13 - adjustment rheostat for changing the current in the power circuit of the magnetization winding.

Выходы выпрямителей 10, 11, 12 (см. фиг.2) соединяются между собой последовательно, что обеспечивает суммирование их выходных напряжений. Эта сумма напряжений и является напряжением питания обмотки подмагничивания шунта. The outputs of the rectifiers 10, 11, 12 (see figure 2) are connected to each other in series, which ensures the summation of their output voltages. This sum of voltages is the supply voltage of the shunt bias winding.

Электрическая схема предлагаемого устройства (см. фиг.2) обеспечивает компаундную (пропорциональную току нагрузки) стабилизацию напряжения на выходе ТВМП. Требуемая для стабилизации величина выходного напряжения выставляется с помощью регулировочного резистора 13. The electrical circuit of the proposed device (see figure 2) provides a compound (proportional to the current load) voltage stabilization at the output of the TVMP. The output voltage required for stabilization is set using the adjustment resistor 13.

Работает предлагаемое устройство следующим образом (см. фиг.1, 2): при подключении питания Uвх к первичной обмотке переменного тока 2 по последней протекает ток, создающий вращающийся магнитный поток Фя1. Этот магнитный поток, пройдя по первичному ярму 1, делится на две составляющие: Фя2 и Фш. Составляющая Фш является потоком рассеяния и замыкается через магнитный шунт 5, а составляющая Фя2, являясь основным рабочим потоком, замыкается через вторичное ярмо 3, и, пересекая витки вторичной обмотки переменного тока 4, наводят в ней электродвижущую силу, пропорциональную величине потока Фя2. The proposed device works as follows (see FIGS. 1, 2): when the Uvh power is connected to the primary winding of the alternating current 2, the current flows through the latter, creating a rotating magnetic flux Ф1. This magnetic flux, passing through the primary yoke 1, is divided into two components: Фя2 and Фш. The component FSh is a scattering stream and closes through a magnetic shunt 5, and the component Pha2, being the main working stream, closes through the secondary yoke 3, and, crossing the turns of the secondary winding of the alternating current 4, induces an electromotive force in it proportional to the magnitude of the flux Ф2.

Взаимосвязь составляющих первичного магнитного потока определяется выражением
Фя1=Фя2+Фш, (1)
откуда следует, что
Фя2=Фя1-Фш, (2)
Из выражения (2) следует, что, изменяя величину Фш, можно изменять величину Фя2, а следовательно, и величину напряжения Uвых на выходе устройства. Само же значение Фш зависит от магнитного сопротивления шунта, которое в свою очередь определяется величиной тока, протекающего по обмотке подмагничивания 6. Регулирование величины тока в обмотке подмагничивания 6 обеспечивается автоматическим регулятором, состоящим из трансформаторов тока 7, 8, 9 и выпрямителей 10, 11, 12. Реостат 13 служит для выставки величины выходного напряжения, подлежащего стабилизации.
The relationship of the components of the primary magnetic flux is determined by the expression
Фя1 = Фя2 + Фш, (1)
whence it follows that
Фя2 = Фя1-Фш, (2)
From the expression (2) it follows that by changing the value of Фш, it is possible to change the value of Фя2, and consequently, the value of the voltage Uout at the output of the device. The value of Фш itself depends on the magnetic resistance of the shunt, which in turn is determined by the magnitude of the current flowing through the magnetization winding 6. Regulation of the magnitude of the current in the magnetization winding 6 is provided by an automatic regulator consisting of current transformers 7, 8, 9 and rectifiers 10, 11, 12. The rheostat 13 serves to set the output voltage to be stabilized.

Итак: при увеличении тока нагрузки в выходных обмотках трансформаторов тока 7, 8, 9 пропорционально увеличивается переменное напряжение. Увеличивается и выпрямленное в выпрямителях 10, 11, 12 напряжение постоянного тока. Далее осуществляется суммирование этих выпрямленных значений напряжений, а их сумма и является напряжением питания обмотки подмагничивания шунта. Причем это напряжение увеличивается пропорционально увеличению тока нагрузки. Следовательно, ток подмагничивания шунта также увеличится пропорционально току нагрузки. Увеличение тока подмагничивания вызовет соответствующий рост магнитного сопротивления шунта. В результате величина магнитного потока Фш, замыкающегося по магнитному шунту 5, снижается. При этом в соответствии с выражением (2) происходит увеличение магнитного потока Фя2, замыкающегося по вторичному ярму 3 ТВМП и, следовательно, напряжение Uвых на его выходной обмотке 4 остается равно исходному. При уменьшении тока в обмотке подмагничивания 6 все процессы протекают в обратном порядке. So: when the load current increases in the output windings of current transformers 7, 8, 9, the alternating voltage proportionally increases. The DC voltage rectified in rectifiers 10, 11, 12 also increases. Next, the summation of these rectified voltage values is carried out, and their sum is the supply voltage of the shunt bias winding. Moreover, this voltage increases in proportion to the increase in the load current. Consequently, the bias current of the shunt will also increase in proportion to the load current. An increase in the bias current will cause a corresponding increase in the magnetic resistance of the shunt. As a result, the magnitude of the magnetic flux FSh, closed by the magnetic shunt 5, decreases. Moreover, in accordance with expression (2), the magnetic flux Фя2 increases, which closes along the secondary yoke 3 of the TWMP and, therefore, the voltage Uout at its output winding 4 remains equal to the initial one. With a decrease in current in the magnetization winding 6, all processes proceed in the reverse order.

ЛИТЕРАТУРА
1. Авторское свидетельство 1070615 СССР, МКИ H 01 F 29/14. "Регулируемый трансформатор с вращающимся магнитным полем". М.М.Красношапка, Г.А.Коваленко, Д.М.Красношапка. - опубл. 30.01.84 (прототип).
LITERATURE
1. Copyright certificate 1070615 of the USSR, MKI H 01 F 29/14. "Adjustable transformer with a rotating magnetic field." M.M. Krasnoshapka, G.A. Kovalenko, D.M. Krasnoshapka. - publ. 01/30/84 (prototype).

2. Авторское свидетельство 1179488 СССР, МКИ Н 02 К 17/30. "Регулируемый асинхронный двигатель" Д. М.Красношапка. Г.А.Коваленко, Д.М.Красношапка. - опубл. 15.09.85. 2. Copyright certificate 1179488 of the USSR, MKI N 02 K 17/30. "Adjustable induction motor" D.M. Krasnoshapka. G.A. Kovalenko, D.M. Krasnoshapka. - publ. 09/15/85.

Claims (1)

Регулируемый трансформатор с вращающимся магнитным полем, содержащий составной цилиндрический шихтованный магнитопровод, имеющий внешнюю и внутреннюю части с пазами для многофазных первичной и вторичной обмоток переменного тока, а также магнитный шунт, выполненный в виде полого цилиндра с пазами для обмотки подмагничивания, отличающийся тем, что он снабжен трансформаторами тока, первичные обмотки которых включены в каждую фазу его нагрузки, а вторичные обмотки питают мостовые выпрямители, выводы которых соединены между собой последовательно, обеспечивая суммирование их выходных напряжений, являющееся напряжением питания обмотки подмагничивания, а регулировочный реостат обеспечивает необходимый уровень регулировочного напряжения.An adjustable transformer with a rotating magnetic field, comprising a composite cylindrical lined magnetic core having external and internal parts with grooves for multiphase primary and secondary windings of alternating current, as well as a magnetic shunt made in the form of a hollow cylinder with grooves for magnetization winding, characterized in that it equipped with current transformers, the primary windings of which are included in each phase of its load, and the secondary windings supply bridge rectifiers, the terminals of which are connected to each other in particular, providing a summation of their output voltages, which is the supply voltage of the magnetization winding, and the regulating rheostat provides the necessary level of the regulating voltage.
RU2001117970/09A 2001-06-27 2001-06-27 Variable-ratio transformer with rotary magnetic field RU2222066C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001117970/09A RU2222066C2 (en) 2001-06-27 2001-06-27 Variable-ratio transformer with rotary magnetic field

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001117970/09A RU2222066C2 (en) 2001-06-27 2001-06-27 Variable-ratio transformer with rotary magnetic field

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001117970A RU2001117970A (en) 2003-06-10
RU2222066C2 true RU2222066C2 (en) 2004-01-20

Family

ID=32090262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001117970/09A RU2222066C2 (en) 2001-06-27 2001-06-27 Variable-ratio transformer with rotary magnetic field

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2222066C2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2324993C1 (en) * 2007-01-09 2008-05-20 Иркутское высшее военное авиационное инженерное училище (военный институт) Adjustable transformer with rotating field
RU2333562C1 (en) * 2007-06-04 2008-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") Single-phase transformer with rotating magnetic field
RU2335028C1 (en) * 2007-06-29 2008-09-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" Single-phase-single-phase transformer with rotary magnetic field
RU2335027C1 (en) * 2007-06-29 2008-09-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" Single-phase-three-phase transformer with rotary magnetic field
RU2417471C1 (en) * 2010-01-25 2011-04-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" Single-phase-three-phase transformer with rotary magnetic field
RU2562064C1 (en) * 2014-05-07 2015-09-10 Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Объединение Всероссийский Электротехнический Институт-Электроизоляция" Rotating transformer
RU2629962C2 (en) * 2012-05-10 2017-09-05 Лабиналь Пауэр Системз Three-phase two-phase rotating transformer
RU2630425C2 (en) * 2012-05-09 2017-09-07 Лабиналь Пауэр Системз Three-phase rotating transformer with free related flows

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1282228A1 (en) * 1985-01-29 1987-01-07 Институт Электродинамики Ан Усср Variable-ratio transformer
SU1415249A1 (en) * 1986-01-07 1988-08-07 Институт Электродинамики Ан Усср Transformer-type voltage regulator
SU1494058A1 (en) * 1987-09-30 1989-07-15 Институт Электродинамики Ан Усср Transformer regulator of three-phase voltage
SU1534526A1 (en) * 1987-06-03 1990-01-07 Институт Электродинамики Ан Усср Variable transformer with rotary magnetic field

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1282228A1 (en) * 1985-01-29 1987-01-07 Институт Электродинамики Ан Усср Variable-ratio transformer
SU1415249A1 (en) * 1986-01-07 1988-08-07 Институт Электродинамики Ан Усср Transformer-type voltage regulator
SU1534526A1 (en) * 1987-06-03 1990-01-07 Институт Электродинамики Ан Усср Variable transformer with rotary magnetic field
SU1494058A1 (en) * 1987-09-30 1989-07-15 Институт Электродинамики Ан Усср Transformer regulator of three-phase voltage

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2324993C1 (en) * 2007-01-09 2008-05-20 Иркутское высшее военное авиационное инженерное училище (военный институт) Adjustable transformer with rotating field
RU2333562C1 (en) * 2007-06-04 2008-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") Single-phase transformer with rotating magnetic field
RU2335028C1 (en) * 2007-06-29 2008-09-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" Single-phase-single-phase transformer with rotary magnetic field
RU2335027C1 (en) * 2007-06-29 2008-09-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" Single-phase-three-phase transformer with rotary magnetic field
RU2417471C1 (en) * 2010-01-25 2011-04-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" Single-phase-three-phase transformer with rotary magnetic field
RU2630425C2 (en) * 2012-05-09 2017-09-07 Лабиналь Пауэр Системз Three-phase rotating transformer with free related flows
RU2629962C2 (en) * 2012-05-10 2017-09-05 Лабиналь Пауэр Системз Three-phase two-phase rotating transformer
RU2562064C1 (en) * 2014-05-07 2015-09-10 Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Объединение Всероссийский Электротехнический Институт-Электроизоляция" Rotating transformer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103119452B (en) There is the closed-loop current transducer of switch mode amplifier
RU2222066C2 (en) Variable-ratio transformer with rotary magnetic field
US6788180B2 (en) Controllable transformer
SE525698C2 (en) Transformer with protection against direct current magnetization caused by zero sequence current
US5234083A (en) Magnetic brake
RU2324993C1 (en) Adjustable transformer with rotating field
EP1704636B1 (en) Variable ac voltage regulation control method and apparatus
RU2001117970A (en) Adjustable Rotating Magnetic Field Transformer
JP5520613B2 (en) Magnetic flux control type variable transformer
JP2887686B2 (en) Brushless self-excited synchronous generator
SU1617554A1 (en) Electric drive
JP2520179B2 (en) Generator output characteristic adjustment device
SU1253853A1 (en) Apparatus for excitation of synchronous generator of diesel locomotive
JPS63117643A (en) Self-exciting synchronous generator
SU1277242A1 (en) Two-winding electromagnet with built-in rectifiers
SU189089A1 (en) TRANSFORMER
RU2087965C1 (en) Adjustable transformer
SU605292A1 (en) Single-cycle electromagnetic vibrator supply source
RU57175U1 (en) MULTI-POST WELDING RECTIFIER
SU284116A1 (en) DEVICE FOR REGULATING INPUT
RU2130369C1 (en) Welding synchronous generator
RU2211521C2 (en) Synchronous generator
SU55255A1 (en) Device for smooth regulation of AC voltage
US980844A (en) Voltage regulation of dynamo-electric alternating-current machinery.
RU2002131489A (en) METHOD OF GETTING ROTATING TORQUE FOR CONTACTLESS INDUCTOR VENTILY MOTORS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20030628