transformator de linie, brevete Bank

Invenția se referă la domeniul transformatorului și pot fi utilizate în situri tehnologice militare și industriale, în cazul în care soluții pentru problemele de alimentare cu energie sunt transformatoare necesare. Modelul obiect este de a oferi pierderi minime de energie în transformator și care furnizează coeficientul de transformare gamă permanentă putere calculată. Acest lucru este realizat prin crearea unui circuit punte simetric, umerii care sunt compuse din două perechi de tancuri și două perechi de inductoare, și o punte de încărcare de comutare diagonală. Efectuarea de cercetare pe transformatoare de tip TN56-220-50; TN61-220-50; TAN 104-127 / 220-50, etc. confirmă pe deplin validitatea concluziilor prezentate în descriere.

Invenția se referă la transformator câmp, și pot fi folosite în diferite sisteme electrice, bazate ca sistem de convertoare audio de curent alternativ (tensiune) aplicate altor transformatoare.

Un transformator (Tr), inventat de P.N.Yablochkovym compatriotul nostru (în 1877), a fost cel mai utilizat pe scară largă în practica mondială. Se crede că proprietățile sale tehnice sunt bine înțelese, ea diferă suficient de „mare“ de încredere, are eficiență ridicată (Mai mult de 0,9) și, prin urmare, nu pot fi supuse unor îmbunătățiri suplimentare.

Cu toate acestea, experiența în transformatoare de operare chiar și în laborator arată că de multe ori ei merge prost, „aparent“, fără a fi nevoie să facă motivele. Acest lucru este valabil mai ales a transformatoarelor sensibilizare și RF. Acest lucru - la început, și în al doilea rând, transformarea coeficientului de Tp atunci când sarcina variază foarte mult.

Transformatorul este operarea în mod inerent convertește energia câmpului magnetic datorită curentului alternativ care circulă prin înfășurarea primară a energiei electrice în înfășurarea secundară. Acestea din urmă acționează ca o sursă de CEM pentru încărcarea ulterioară.

Atunci când se analizează principiul de funcționare Tr se presupune întotdeauna că curentul din înfășurarea secundară este în faza de opoziție în ceea ce privește curentul din înfășurarea primară. Adică forța de magnetizare se scade, și astfel există priza de putere de la primar la înfășurarea secundară. Cu toate acestea, această concluzie este valabilă numai pentru sarcini inductive. Cele mai multe transformatoare funcționează pe o sarcină rezistivă, în legătură cu care există eroarea unghiului dintre valorile curenților antifază spus. În care sarcina activă intră în înfășurarea secundară efectul forțând, adică compensat unghiul dintre curenții nu este ravnm 180 °, și egală cu 90 ° + alfa. Acest unghi α. în funcție de parametrii și sarcina Tp variază de la 45 ° la 25 °, și în mod ideal ar trebui să tindă la 90 °. Din acest motiv, în transformator există armonici superioare care generează curenți turbionari. Ca o consecință a tuturor acestea, există pierderi a crescut, denaturare a semnalelor, etc.

Astfel, problema vine în jos pentru a furniza curenții antifază în înfășurări primare și secundare.

Figura 1 prezintă circuitul electric al transformatorului, care permite să rezolve această problemă.

Acesta include propria sa parte a transformatorului - este o înfășurare primară, cu furnizat-o la U1 tensiune; trei înfășurări secundare, dintre care unul (L = L3 + L 4) preia rolul de operare înfășurării și celelalte două (L 1. L2), inclus contra - rolul feedback-ului de înfășurare; și dispozitive suplimentare.

Ca dispozitive suplimentare utilizate în circuit: diode (D1 ÷ D4), condensatori (C1 = C2 = C) și amortizare rezistor (R1 = R2 = R).

Diagrama (Figura 1) poate fi reprezentat sub forma unui pod. Diagonala acestui pod (punctele a, c) este inclusă într-o RL sarcină rezistor.

Înainte de a principiului de funcționare a circuitului, vom prezenta câteva principii teoretice pe care baza menționată concept dezvoltat.

energia câmpului magnetic (Wμ) AC (i = Im · sinω t) este dată de

în cazul în care Im. I - vârf și valoarea efectivă a curentului;

Li - pentru a i-o bobină de inducție.

Conform (1) energia câmpului magnetic are un caracter pulsatoriu dublat frecvența și componenta continuă a magnetizare, adică polaritatea magnetizării ( «N» - «S») sau ( «S» - «N»). Componenta constantă este determinată de faza actuală care vin în Tp înfășurarea primară. În expresia (1), se presupune că în momentul trecerii transformatorului în funcțiune, curentul din înfășurarea primară are un decalaj de zero. Cu toate acestea, în general, poate avea o fază de offset de la zero la 180 ° ± α.

Pentru faza de recunoaștere a venirii curentului în înfășurarea primară și servi lanț de diode (D1 -A2 D3 -D4); ele sunt aceleași în fiecare jumătate de ciclu alternativ al următoarei furnizează un curent de direcție de descărcare condensator (C 1. C2). Scăparea rezistor (R 1. R2) servesc pentru a evita spikes mari de curent în înfășurarea primară. Dar, studii experimentale efectuate cu privire la reducerea transformatoarelor de putere mică (până la 500 W) au arătat că acestea pot fi excluse din schema, deoarece rezistența ohmică a înfășurărilor lucrătorilor este suficientă pentru a rezolva problema.

la cerințele de circuit sunt că: în primul rând, părțile dreapta și stânga (în raport cu sarcină R n) a circuitului de pod sunt simetrice; În al doilea rând, tensiunea pe bobina de operare (Up) să fie de două ori mai mare decât tensiunea la feedback-ul de înfășurare (U oc), sau condiția ω L = 2ω L1 = 2ω L2; În al treilea rând, circuitul trebuie să fie reglate la rezonanță, adică

În acest caz, Tr propus prezintă caracteristici optime.

Diagrama schematică prezentată în figura 1, este un circuit neliniar. Dar, și anume, prin introducerea elementelor de circuit neliniare (diode) ar putea obține efectul dorit.

Luați în considerare principiul de funcționare a circuitului (figura 1), presupunând că rezistoarele R 2. R2 sunt absenți; circuite Centrele de diode sunt închise prin condensatoarele C 1. C 2.

În absența sarcinii, adică, R la n = ∞. care este inclusă în podul diagonal între punctele a și b, circuitul funcționează după cum urmează.

Să presupunem că la sosirea primei jumătăți a ciclului în înfășurările secundare ale polaritatea tensiunii a fost format așa cum se arată în diagrama (Figura 1) - semnele „+“ și „-“ fără paranteze. În acest caz, atât condensatorul va fi încărcat la o amplitudine de tensiune maximă a înfășurărilor de lucru (U p). Mai mult decât atât, timpul de încărcare a condensatorului C 2 cu privire la C, timpul de încărcare 1 condensator va fi mutat de o perioadă sfert a semnalului de curent alternativ. După trecerea amplitudinea maximă a semnalelor de la înfășurare de funcționare (U L) și înfășurările de feedback (UL1 și UL2) va scădea. Lucrarea vin condensatoare - acestea sunt în măsură să fie evacuate. Energia electrică stocată ele vor reveni la înfășurarea: condensatorul C1 este descărcată la înfășurarea de lucru și condensatorul C2 - la feedback-ul de înfășurare, de conversie a energiei electrice înapoi la energia câmpului magnetic. În a doua jumătate ciclu de model va fi repetat, dar cu un decalaj cu un decalaj de timp sau fază. În perioadele ulterioare, umerii podului va funcționa ca și în cazul în care într-un mod „pendul“ - cât de multă energie a fost obținută condensatori, astfel încât acesta va fi returnat înapoi la lichidare Tr inductor.

Firește, rezistența ohmică a înfășurărilor este întotdeauna prezent. Prin urmare, nu este exclusă o pierdere. Dar faptul este că, cu mai multe studii experimentale diferite pe transformatoare de tip a constatat că transformatorului de curent cursa de mers în gol a făcut prin schema din Figura 1, mai mult de două ori mai mică decât cea a aceluiași Tp, dar duce la reducerea cu inserție a dispozitivului.

Rețineți aici că, în ciuda schimbului constant de energie între inductanțe și capacitances în podul diagonală (între punctele a și c) are întotdeauna o diferență de potențial, adică,

Includerea în diagonala sarcinii podului (RL ≠ 0) Imaginea proceselor din lanțul nu s-au schimbat. Aceasta va duce doar la o redistribuire a curenților în circuitele. Curenții Sense redistribuire se reduce la faptul că, la un curent în înfășurările secundare variază ca i = Im · sin (ω t + α), C1 condensator (prima jumătate) este încărcat în cursul procedurii

iar condensatorul C 2 - în timp. Halfwave amplitudine afecteazà ele vor fi evacuate - condensator C2 direct prin bobina de lucru, C1 un condensator prin inductor L1 și sarcina. Mai mult decât atât, în cazul în care tensiunea pe condensatorul C2 este mai mică decât condensatorul C1. acesta din urmă poate fi descărcată parțial în mod direct și prin bobina de lucru. Cu alte cuvinte, în toate cazurile, atât condensator de întârziere de descărcare creează un curent în înfășurările secundare. După finalizarea procesului de tranziție, prin utilizarea „pendulului“ principiu, potrivit căruia cele două brațe ale podului ar trebui, eventual echilibrat de momentul curent în înfășurările secundare ale transformatorului este în opoziție de fază în ceea ce privește curentul înfășurării primare.

Studiul experimental pe transformatoare de tip TH 56-220-50, 61-220-50 TH, TAN-104-127 / 220-50, etc. a confirmat pe deplin validitatea concluziilor prezentate în descriere.

Formula modelului de utilitate

transformator de linie care cuprinde un transformator cu un clasic trei înfășurări secundare, dintre care unul (lucru de înfășurare) are numărul de rotații este de două ori mai mare decât celelalte două (înfășurări de feedback); două celule diode formate din două diode conectate în serie; două containere, caracterizat prin aceea că, un terminal al înfășurării de operare este cuplată electric la două contra incluse celule diodă, a doua terminale de care sunt conectate electric cu bornele libere ale înfășurărilor de feedback conectate între un contor; un al doilea terminal al înfășurării de lucru este conectat electric cu condensatori, terminalele libere de care sunt conectate la punctele mediane ale celulelor dioda; terminalele de încărcare sunt conectate la punctul comun al înfășurărilor și reacțiile de răspuns la punctul comun al celor două condensatoare și al doilea terminal de lichidare de lucru.