RU226418U1 - Силовой масляный преобразовательный трансформатор с пространственной магнитной системой из аморфной стали - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к классу трехфазных преобразовательных трансформаторов с расщепленной вентильной обмоткой, предназначенных для выпрямительных установок, осуществляющих преобразование трехфазного переменного тока в постоянный ток. Технический результат заключается в создании преобразовательных трансформаторов с расщепленной вентильной обмоткой с пониженными удельными потерями за счет использования узкой ленты аморфной электротехнической стали при изготовлении магнитных сердечников для данных трансформаторов. Силовой масляный преобразовательный трансформатор с пространственной магнитной системой из аморфной стали содержит магнитный сердечник, состоящий из трех рамок. Каждая из рамок магнитного сердечника состоит из нескольких колец, навитых из ленты электротехнической аморфной стали. Причем размер колец подобран таким образом, что при совмещении двух колец под углом 60° они образуют стержень. Три фазные сетевые обмотки охватывают три стержня магнитного сердечника и снабжены выводами фазных сетевых обмоток. В свою очередь, три фазные вентильные обмотки охватывают три соответствующие фазные сетевые обмотки и снабжены выводами фазных вентильных обмоток, которые подведены к панели выводов вентильной обмотки и присоединены к соответствующим клеммам выводов вентильной обмотки. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к классу трехфазных преобразовательных трансформаторов с расщепленной вентильной обмоткой, предназначенных для выпрямительных установок, осуществляющих преобразование трехфазного переменного тока в постоянный ток. Полезная модель может найти применение в системах питания электротехнических установок, работающих на постоянном токе.

Назначение трехфазного преобразовательного трансформатора состоит в том, что он используется, как правило, на первой ступени выпрямительной установки с повышенной фазностью (количеством пульсаций выпрямленного напряжения). Напряжение с расщепленной вентильной обмотки подается на выпрямительный мост, с которого снимается выпрямленное напряжение. В свою очередь повышенная фазность выпрямительной установки позволяет получить пониженную амплитуду пульсаций выпрямленного напряжения, что положительно сказывается на работе конечных потребителей.

Известна типовая конструкция трехфазного преобразовательного трансформатора с расщепленной вентильной обмоткой (см. например, Фишлер Я.Л., Урманов Р.Н., Пестряева Л.М. Трансформаторное оборудование для преобразовательных установок. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 320 с.).

Известен трансформатор преобразовательный трехфазный многообмоточный, предназначенный для работы в составе преобразователя частоты с высокой пульсностью схемы выпрямления (патент на полезную модель RU 167099 U1, заявка № 2016114722/07, 18.04.2016, H01F 27/08, H01F 30/12, H01F 27/38). Данный преобразовательный трансформатор содержит трехстержневой магнитопровод, набранный пластинами из анизотропной электротехнической стали с шихтовкой типа «Step-lap», на котором располагаются первичная (сетевая), вторичная (вентильная) обмотки, охватывающая первичную обмотку, а также обмотка предварительного заряда, расположенная внизу стержня магнитопровода под первичной и вторичной обмотками и предназначенная для повышения стойкости трансформатора к электродинамическим воздействиям, возникающим при воздействии токов короткого замыкания и токов намагничивания, что в случаях трансформатора большой мощности позволяет повысить его надежность; по высоте стержня магнитопровода вторичная обмотка разделена на отдельные секции, объединенные в группы, причем разные секции вторичной обмотки внутри одной группы имеют различное число витков, обеспечивающих заданные углы отставания; при этом секции вторичной обмотки с заданными углами отставания расположены в одинаковой последовательности внутри каждой из групп, а обмотки одной секции, расположенные на разных стержнях магнитопровода, имеют одинаковое число витков. Углы отставания напряжений для секций вторичных обмоток равны +25°, +15°, +5°, -5°, -15°, -25°.

Недостаток данной конструкции состоит в том, что сердечник не может быть изготовлен из ленты аморфной стали малой ширины, так как использование такой ленты не предполагает возможности использования шихтовки магнитопровода, в том числе и по технологии «Step-lap». В то же время использование аморфной стали позволяет в 4 и более раз снизить магнитные потери.

Известна также конструкция трехфазного трансформатора с пространственным (треугольным) магнитопроводом, H01F27/24; H01F41/06), образованным тремя рамками, которые в сборе образуют шестиугольные плечи с использованием конических колец, получаемых посредством технологии намотки со смещением. В соответствии с данной публикацией рамки сердечника предлагается изготавливать частично из намотанной аморфной ленты, а частично из электротехнической стали. Это позволяет снизить магнитные потери трансформатора.

К недостаткам данной конструкции можно отнести тот факт, что чередование колец, намотанных из аморфной стали и обычной электротехнической стали, сложно реализовать, так как указанные материалы имеют разную толщину, разную механическую прочность и требуют приложения разного усилия натяжения при намотке. Следует отметить также, что подобное пространственное исполнение трансформатора, широко используемое при изготовлении силовых трансформаторов, не используются при создании преобразовательных трансформаторов.

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в создании преобразовательных трансформаторов с расщепленной вентильной обмоткой с пониженными удельными потерями за счет использования узкой ленты аморфной электротехнической стали при изготовлении магнитных сердечников для данных трансформаторов.

Технический результат достигается предлагаемым силовым масляным преобразовательным трансформатором с пространственной магнитной системой из аморфной стали, содержащим магнитный сердечник, состоящий из трех рамок, отличающийся тем, что каждая из рамок магнитного сердечника состоит из нескольких колец, навитых из ленты электротехнической аморфной стали, причем размер колец подобран таким образом, что при совмещении двух колец под углом 60° они образуют стержень, а три фазные сетевые обмотки охватывают три стержня магнитного сердечника и снабжены выводами фазных сетевых обмоток, в свою очередь три фазные вентильные обмотки охватывают три соответствующие фазные сетевые обмотки и снабжены выводами фазных вентильных обмоток, которые подведены к панели выводов вентильной обмотки и присоединены к соответствующим клеммам выводов вентильной обмотки.

На фиг. 1 изображен трехфазный преобразовательный трансформатор с магнитным сердечником пространственной конструкции, выполненным из аморфной электротехнической стали.

На фиг. 2 изображен магнитный сердечник пространственной конструкции, выполненный из аморфной электротехнической стали.

Трехфазный преобразовательный трансформатор состоит из магнитного сердечника пространственной конструкции 1, трех фазных сетевых обмоток 2, трех фазных вентильных обмоток 3, системы выводов трех фазных сетевых обмоток 4, изоляторов 5, системы выводов трех фазных вентильных обмоток 6, панели выводов вентильной обмотки 7, клеммы выводов вентильной обмотки 8, конструкционных элементов 9.

Магнитный сердечник пространственной конструкции 1 состоит трех рамок, каждая которых состоит из нескольких колец 10, навитых из ленты электротехнической аморфной стали. Размеры колец подобраны таким образом, что при совмещении двух колец под углом 60° они образуют стержень, имеющий ступенчатое сечение, вписанное в окружность.

Три фазные сетевые обмотки 2 наматываются прямоугольным проводом или лентой из алюминия или меди, образуя тем самым три катушки. Эти обмотки 2 охватывают три стержня магнитного сердечника 1, имея внутренний диаметр, больший, чем диаметр описанной окружности стержня магнитного сердечника 1 на величину изоляционного расстояния, выбираемого по соответствующим рекомендациям при проектировании распределительного трансформатора. Шесть выводов фазных сетевых обмоток 4 выполняются из медных или алюминиевых шин, которые выводятся наверх, располагаясь над всеми конструкционными элементами 9, к которым они крепятся для придания всей системе выводов необходимой механической прочности с помощью изоляторов 5.

Три фазные вентильные обмотки 3 наматываются прямоугольным проводом в виде дисков, между которыми имеются вентиляционные каналы, образуя тем самым три катушки. Эти обмотки охватывают три соответствующие фазные сетевые обмотки 2, имея внутренний диаметр, больший, чем внешний диаметр фазных сетевых обмоток 2 на величину изоляционного расстояния, выбираемого по соответствующим рекомендациям при проектировании распределительного трансформатора.

Вентильная обмотка 2 разбивается на несколько катушек, как это принято в преобразовательных трансформаторах с расщепленной вентильной обмоткой. Выводы данных катушек 6 огибают обмотки 2, для чего им придается соответствующая форма, обеспечивающая необходимое изоляционное расстояние между выводами и вентильной обмоткой 2. Данные выводы 6 подводятся к панели выводов вентильной обмотки 7 и присоединяются с внутренней стороны данной панели к соответствующим клеммам выводов вентильной обмотки 8, которые выводятся на наружную сторону панели 7.

Конструкционные элементы 9 обеспечивают неподвижность элементов распределительного трансформатора относительно друг друга и обеспечивают механическую прочность всей конструкции.

Заявляемый трансформатор используется, как правило, на первой ступени выпрямительной установки с повышенной фазностью (количеством пульсаций выпрямленного напряжения). Напряжение с расщепленной вентильной обмотки 3 подается на выпрямительный мост, с которого снимается выпрямленное напряжение. В свою очередь повышенная фазность выпрямительной установки позволяет получить пониженную амплитуду пульсаций выпрямленного напряжения, что положительно сказывается на работе конечных потребителей.

Claims (1)

1. Силовой масляный преобразовательный трансформатор с пространственной магнитной системой из аморфной стали, содержащий магнитный сердечник, состоящий из трех рамок, отличающийся тем, что каждая из рамок магнитного сердечника состоит из нескольких колец, навитых из ленты электротехнической аморфной стали, причем размер колец подобран таким образом, что при совмещении двух колец под углом 60° они образуют стержень, а три фазные сетевые обмотки охватывают три стержня магнитного сердечника и снабжены выводами фазных сетевых обмоток, в свою очередь три фазные вентильные обмотки охватывают три соответствующие фазные сетевые обмотки и снабжены выводами фазных вентильных обмоток, которые подведены к панели выводов вентильной обмотки и присоединены к соответствующим клеммам выводов вентильной обмотки.