книги / Трансформаторы и преобразователи частоты

ВВЕДЕНИЕ

Исследование процессов и явлений в трехфазных трансформато­ рах и преобразователях (умножителях) чаотбгы до сравнительно не­ давнего времени проводилось в основном на несимметричных устройст­ вах, имеющих плоскоотные магнитопроводы. В трансформаторах наблюда­ лось неравенство токов холостого хода, увеличенные потери в оталн, а в преобразователях частоты магнитная несимметрия обусловила появ­ ление несимметричного выходиого*напряжения при изменении величины или характера нагрузки, а также отклонение формы напряжения от си­ нусоидальной.

Значительные успехи в изучении физических процессов в симмет­ ричных магнитных цепях с равновитковыми Обмотками привели к оовданию устройств, значительно превосходящих ранее известные. Среди

стигли высоного уровня развития, улучшение их.свойств представляет, собой актуальную задачу. Одним иэ направлений совершенствования

ственно развитый магнитопровод, в дальнейшем называемый просто "про­ странственный", по многим показателям лучше плоскоотного.

В настоящее время равработаны и применяются трансформаторы о разнообразными конструкциями пространственного магнитопровода и раз­

vs меньшие потери в стали и в области стыка* Возможны разнооб­

разные варианты конструкций магнитопроводов, поэтому необходимо про­

анализировать новые конструкции магнитных систем трансформаторов и преобразователей и выбрать из,них наиболее близкий н оптимальному.

маторы, так как кроме ваацмоиндуктивных они содержат и взаимояеин­ дуктивные обмотки. Но, как н в трансформаторах, основой преобра­ зователя являвтоя ферромагнитный сердечник - магнитопровод, содер­ жащий в общем случае большее, чем в транофорцаторе, число стержней» Между конструкциями обмоток трансформаторов и преобразователей так­ же много общего. Все это позволяет рассматривать трансформаторы и преобразователи совместно.

Новейшие умножители, разработанные на кафедре электромеханики КПП ии. С.Лазо, отличаются сравнительно небольшой массой и высокими энергетическими показателями. Они могут быть использованы в высоко­ скоростной групповом или индивидуальном электроприводе переменного тока, длн питания электроинструмента, для электросварки на перемен­

ния и преобразователи, служащие для повышения частоты в 2, 3 и 4 pa­ pa. Ба примерах раочеса трансформаторов и преобразователей показана

ровнен специалистом, имеющим навью в проектировании трансформаторов. Монография состоит иэ двух частей, В первой части (главы 1 - 3 )

рассматриваются вопросы, связанные о изучением различных оригиналь­ ных проотрапотвекно развитых отыковых магнитопроводов иа 0-образных

При исследовании трансформаторов и преобразователей частоты

ся проектированию трансформаторов в преобразователей. Частично зти результаты были опубликованы в периодической печати» в виде автор­ ских свидетельств, но общая методология подхода исследования транс­ форматоров и преобразователей частоты показана впервые.

няты авторами с благодарностью.

(рио. 1.2, г, д). Проходя через ооевой отын, магнитный поток не ме­ няет своего направления.

Ооевой отын легко выполним, наиболее распространен и отличает­

о боновой поверхностью' лишь одной ив плаотин другого элемента.В та­ ком стыке магнитный поток претерпевает поворот на 90°, причем на стыковом учаотне одного И8 элементов магнитный лотон направлен попе­ рек листов стали. Перпендикулярный отын применяется реже и в сило­ вых трансформаторах практически не попользуется. В других преобразо­

стыковая поверхность не принадлежит одной плоскости [26]. По эффек­ тивности он не уступает шихтованному соединению при чередовании сло­ ев толщиной не в одну, е в несколько плаотин.

Кооой стык (ом, рис. 1.2, б), который может быть параллельным и непараллельным, имеет площадь стыка,* превышающую сечение каждого

иа контактирующих элементов магнитопровода. Зто позволяют значитель­ но снизить намагничивающую мощность транофорыатора (см. гл* 3). 1а-

части могут выполнять роль ярм. в.этом случае магнитбпровод мо­

жет быть образован посредством только ярмовых контактов. Применение того или иного стыка вдеоь зависит от формы стержня и конфигурации стыковой боны его ярменного учаотка. Использование различных типов стыков в нрыах неограничено.

Важным параметром* характеризующим эффективность ыагнитопровода, являетоя коэффициент заполнения .круга ккр . Он определяется как отношение площади поперечного оечения стержня (без учета площа­ ди поперечного сечения каналов* если таковые имеютоя) к площади описанного около него круга. Проще всего, иоключая треугольник,круг

ния круга промежутки между линией, которая описывает сечение отупейчатого стержня, и описанной окружростью заполнены пакетами пластин треугольного поперечного сечения (рис. 1.3, г).

Известны стержни с радиальной шихтовкой, предназначенные для стыковых магнитных систем, которые ообраны из пластин разной шири­ ны, расположенных в круглом поперечном оечении в радиальных напра­ влениях (рио. 1.3, д). Также для стыковых магнитных систем пред­ назначен стержень, собранный из пластин одной ширины, причем плас­ тины деформированы так, что в поперечном оечении отяржня вое плас­ тины имеют |)прму эвольвенты и в оовокупнооти образуют практически круговой цилиндр (рио. 1.3, о).

Стремление увеличить коэффициент заполнения при одновременном упрощении конструкции за счет применения плаотии одинаковой ширины