專利名稱:回磁調(diào)節(jié)方法及回磁調(diào)節(jié)變壓器的制作方法
本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)變壓器輸出電壓、電流的回磁調(diào)節(jié)方法及回磁調(diào)節(jié)變壓器。回磁調(diào)節(jié)變壓器由回磁鐵心同主鐵心結(jié)合成分磁式或同體式變壓器，調(diào)節(jié)控制電流的大小，改變回磁鐵心的磁化程度，便能調(diào)節(jié)這種變壓器的輸出電壓、電流。適用于單相、三相電路。
在電焊、電解、電熱、動(dòng)力設(shè)備系統(tǒng)和自動(dòng)化控制等系統(tǒng)中往往需要調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓、電流。現(xiàn)在已經(jīng)有了很多的調(diào)節(jié)方法。例如在電焊方面廣泛應(yīng)用著磁放大器式、動(dòng)鐵分磁式等。用磁放大器可以無級(jí)地調(diào)節(jié)變壓器的輸出，它沒有動(dòng)鐵式那種交變電磁力引起的振動(dòng)、噪音等問題。但它用料多、體積、重量大，而且電氣性能也有些方面不完善，動(dòng)特性難以適應(yīng)工程技術(shù)的需要。造成磁放大器用料多、體積、重量大的主要原因是國內(nèi)外一直認(rèn)為單鐵心的磁放大器不適用，控制繞組中會(huì)產(chǎn)生很高的交流電勢，將破壞其正常工作。因此它都作成雙鐵心或三柱型。造成磁放大器電氣性能不夠完善的一個(gè)重要原因是直流的控制磁通流過交流繞組。動(dòng)鐵分磁式調(diào)節(jié)變壓器的輸出，方法比較簡單。這種變壓器用料少，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，但它存在著交變電磁力引起的振動(dòng)、噪音及規(guī)范波動(dòng)等問題，也難實(shí)現(xiàn)電壓、電流補(bǔ)償和遠(yuǎn)距離調(diào)節(jié)、自動(dòng)控制，而且這種方法目前也只在單相電路方面比較成熟，在三相電路中還難于應(yīng)用。據(jù)有關(guān)資料表明，國內(nèi)外都在不同程度上研究三相動(dòng)鐵分磁式變壓器，希望能得到重量、體積小的可調(diào)變壓器。但由于三相漏磁條件很難做到一致，存在著三相電流不平衡、交變電磁力引起的振動(dòng)、噪音等問題，因此外國某公司只好放棄了三相動(dòng)鐵分磁式變壓器的制作。
本發(fā)明的目的是提供一種簡便調(diào)節(jié)變壓器輸出的回磁調(diào)節(jié)方法和可調(diào)輸出的回磁調(diào)節(jié)變壓器?；卮耪{(diào)節(jié)方法能實(shí)現(xiàn)單鐵心控制、調(diào)節(jié)變壓器輸出，方便簡單?；卮耪{(diào)節(jié)變壓器用料少、結(jié)構(gòu)緊湊、體積重量小，而且電氣性能良好，又適用于單相、三相電路。
本發(fā)明的任務(wù)是這樣實(shí)現(xiàn)的它用回磁鐵心同主鐵心牢靠地聯(lián)結(jié)固定成為同體式或分磁變壓器?；卮盆F心上以適當(dāng)方式繞著控制繞組，調(diào)節(jié)控制電流的大小，便能調(diào)節(jié)它的磁化程度，從而調(diào)節(jié)這種變壓器的輸出電壓、電流。以上所說的回磁調(diào)節(jié)方法主要包括三個(gè)方面①、回磁鐵心，它作成各種閉合形，如直的、彎曲的“日”型、“口”型、環(huán)“口”型。由于它自成閉合回路，控制磁通在其中閉合，不再流過主鐵心和交流繞組;②、用這種回磁鐵心同主鐵心牢靠地聯(lián)結(jié)固定，它成為交流磁通的通路之一;③、調(diào)節(jié)控制電流就改變了這個(gè)回磁鐵心的磁化程度從而改變了分磁路磁阻，調(diào)節(jié)了變壓器的輸出電壓、電流?；卮盆F心自成閉合回路，避免了控制磁通流過主鐵心和交流繞組改善了回磁調(diào)節(jié)變壓器的電氣性能;回磁鐵心同主鐵心牢靠聯(lián)結(jié)固定，消除了動(dòng)鐵式那種交流電磁力引起的振動(dòng)、噪音問題。用于三相電路時(shí)，回磁鐵心連結(jié)著每兩柱主鐵心，很好地解決三相漏磁條件不一致、三相電流不平衡等問題，使得這種變壓器結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、用料省、重量輕。這種回磁調(diào)節(jié)方法能無級(jí)地調(diào)節(jié)變壓器的輸出，能實(shí)現(xiàn)電壓、電流補(bǔ)償，遠(yuǎn)距離調(diào)節(jié)和自動(dòng)控制，使這種變壓器能適應(yīng)工程技術(shù)多方面的需求。對(duì)于“日”型的回磁鐵心，它們有中間柱鐵心，繞組繞在它們的中間柱上，交流磁通沒有通過控制繞組，僅通過其外圍鐵心，因此控制繞組沒有交流電勢，很便于制作。對(duì)于“口”型鐵心，交流磁通過控制繞組，但以適當(dāng)方式設(shè)置控制繞組，可以消除交流電勢。在單相電路中，“口”型鐵心單是聯(lián)結(jié)著主鐵心的兩鐵心，因此控制繞組分成兩個(gè)相等匝數(shù)的小繞組，分別繞在這個(gè)“口”型鐵心的相對(duì)的兩臂鐵心上，交流磁通平衡地通過這兩個(gè)小繞組，每個(gè)小繞組上會(huì)產(chǎn)生交流的電勢，但這兩個(gè)小繞組順向連接能使兩個(gè)極性相反的交流電勢互相抵銷，又使控制磁通在這個(gè)鐵心中順一個(gè)方向閉合。在三相電路中，可以用三個(gè)或多個(gè)“口”型鐵心，使每個(gè)“口”型鐵心同主鐵心的每兩柱鐵心聯(lián)結(jié)固定。這時(shí)控制繞組的設(shè)置同以上單相電路用的控制繞組相類似。在三相電路中，還可以用環(huán)“口”型鐵心同主鐵心的三柱鐵心聯(lián)結(jié)固定，這時(shí)的三柱主鐵心正三角形排列，上下軛可以作成正“丫”型或近園環(huán)型?？刂评@組分成三個(gè)相等匝數(shù)的小繞組繞在環(huán)“口”型鐵心上，每個(gè)小繞組分別置于每兩柱主鐵心之間，它們順向連接，使控制磁通在這個(gè)環(huán)“口”鐵心中順一向閉合。雖然變壓器工作時(shí)控制繞組的兩端將存在交流電勢，但這個(gè)交流電勢的內(nèi)阻抗大，采取交流短路措施后不會(huì)破壞控制系統(tǒng)的工作。如果用兩個(gè)環(huán)“口”型鐵心平行地同三柱主鐵心聯(lián)結(jié)固定，兩個(gè)控制繞組交流極性相反地連接，也能消除控制繞組的交流電勢。把一個(gè)回磁鐵心分成兩個(gè)或三個(gè)并用，是為了充分利用主鐵心的周圍空間，使得這種變壓器結(jié)構(gòu)更加緊湊，同時(shí)能靈活地改變控制繞組的時(shí)間常數(shù)等?；卮耪{(diào)節(jié)方法實(shí)際上實(shí)現(xiàn)了單鐵心調(diào)節(jié)控制變壓器的輸出?；卮盆F心同主鐵心的聯(lián)結(jié)固定形式較靈活，它同主鐵心的內(nèi)表面聯(lián)結(jié)成內(nèi)聯(lián)結(jié)，同主鐵心的外表面聯(lián)結(jié)成外聯(lián)結(jié)，同主鐵心的側(cè)表面連結(jié)成側(cè)聯(lián)結(jié)。它同主鐵心可以聯(lián)結(jié)固定成同體式，也可聯(lián)結(jié)成分磁式。分磁式更多地節(jié)省材料，它跟同容量的磁放大器式相比較，材料可節(jié)省30-40%。因此這種回磁調(diào)節(jié)變壓器具有較大的經(jīng)濟(jì)意義。
以下給出一些回磁調(diào)節(jié)變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖，并結(jié)合其中一些示意圖進(jìn)一步論述回磁調(diào)節(jié)方法及回磁調(diào)節(jié)變壓器的特點(diǎn)。
圖1是單相分磁式內(nèi)聯(lián)結(jié)的變壓器簡圖。
圖2是圖1沿A-A線的剖視圖。
圖3是單相分磁式外聯(lián)結(jié)的變壓器簡圖。
圖4是沿B-B線的剖視圖。
圖5是單相分磁式側(cè)聯(lián)結(jié)的變壓器簡圖。
圖6是圖5沿C-C線的剖視圖。
圖7是三相分磁式外聯(lián)結(jié)的變壓器簡圖。
圖8是圖7沿D-D線的剖視圖。
圖9是三相分磁式內(nèi)聯(lián)結(jié)的變壓器簡圖。
圖10是圖9沿E-E線的剖視圖。
圖11是三相分磁式側(cè)聯(lián)結(jié)的變壓器簡圖。
圖12是圖11沿F-F線的剖視圖。
圖13是三相分磁式外聯(lián)結(jié)變壓器簡圖。
圖14是圖13沿G-G線的剖視圖。
圖15是三相分磁式內(nèi)聯(lián)結(jié)變壓器簡圖。
圖16是圖15沿H-H線的剖視圖。
圖17是另一種三相分磁式側(cè)聯(lián)線變壓器簡圖。
圖18是圖17沿L-L線的剖視圖。
圖19是單相同體式變壓器簡圖。
圖20是圖19沿M-M線的剖視圖。
圖21是三相同體式變壓器簡圖。
圖22是圖21沿N-N線的剖視圖。
圖23是三相分磁式內(nèi)外聯(lián)結(jié)的變壓器簡圖。
圖24是圖23沿P-P線的剖視圖。
圖25是單相分磁式外聯(lián)結(jié)的變壓器簡圖。
圖26是圖25沿Q-Q線的剖視圖。
圖27是單相分磁式側(cè)聯(lián)結(jié)的變壓器的簡圖。
圖28是圖27沿S-S線的剖視圖。
圖29是三相分磁式側(cè)聯(lián)結(jié)的變壓器簡圖。
圖30是圖29沿R-R線的剖視圖。
參考圖1，主鐵心①，回磁鐵心②，初級(jí)繞組③，次級(jí)繞組④和控制繞組⑤等是這種變壓器的基本部件?；卮盆F心②同鐵心①是內(nèi)聯(lián)結(jié)固定。這個(gè)回磁鐵心②是“口”型。圖2是圖1沿A-A線的剖視圖?？刂评@組⑤分成相等匝數(shù)的n1和n2分別繞在“口”型鐵心的兩個(gè)側(cè)臂鐵心上，它們順向連接，其產(chǎn)生的控制磁通φR在這個(gè)鐵心②中閉合。主鐵心①的部分交流磁通φi平衡地通過n1和n2。雖然n1和n2上都產(chǎn)生交流電勢，但這兩個(gè)交流電勢極性相反互相抵消，使控制繞組⑤兩個(gè)端頭J和K交流電勢為零。這樣，調(diào)節(jié)控制電流，就能改變這個(gè)回磁鐵心②的磁化強(qiáng)度，從而達(dá)到了調(diào)節(jié)變壓器輸出電壓、電流的目的。
參照圖5、6，這種單相分磁式變壓器用兩個(gè)彎曲的“口”型回磁鐵心②同鐵心①側(cè)聯(lián)結(jié)固定而成。這里有兩個(gè)控制繞組⑤它們可以串聯(lián)連接，也可以并聯(lián)連接，并聯(lián)連接可以減小控制繞組的時(shí)間常數(shù)，有利于提高動(dòng)特性。
參照圖17、18這個(gè)三相主鐵心①平面設(shè)置?；卮盆F心②同主鐵心①側(cè)聯(lián)結(jié)固定?；卮盆F心也是“口”型。這種結(jié)構(gòu)可有4個(gè)控制繞組，它們可以串聯(lián)或并聯(lián)連接。
圖1、3、5、11、15、17、19、25、27這些結(jié)構(gòu)中，每個(gè)回磁鐵心②聯(lián)結(jié)著主鐵心①的兩鐵心。而在圖7、9、21、和23這些結(jié)構(gòu)中，回磁鐵心②同三相主鐵心①的三柱鐵心聯(lián)結(jié)固定，這些變壓器制作簡便。主鐵心①的三柱鐵心正三角形排列。參看圖9，這是三相分磁式，回磁鐵心②是個(gè)環(huán)“口”型，它同主鐵心①的三柱鐵心內(nèi)聯(lián)結(jié)固定，控制繞組分三個(gè)相等的小繞組n1、n2和n3分別置于每兩個(gè)柱鐵心之間，它們順向連接。圖10是圖9沿E-E線的剖視圖。交流磁通會(huì)在控制繞組⑤的兩端J、K產(chǎn)生交變電勢，但由于這個(gè)變電勢內(nèi)阻抗大，容易實(shí)現(xiàn)交流短路，不致破壞控制繞組的正常工作。這樣，調(diào)節(jié)控制電流改變鐵心②的磁化程度便能調(diào)節(jié)變壓器的輸出。圖7、21、23的調(diào)節(jié)原理類似于圖9、圖23是用二個(gè)回磁鐵心同主鐵心①內(nèi)外聯(lián)結(jié)固定，可以充分利用主鐵心的空間。
參看圖29，這也是分磁式。這里用的回磁鐵心②是三個(gè)“日”型鐵心。由于控制繞組⑤繞在“日”型鐵心所中間柱上，交流磁通沒有通過控制繞組，因此控制繞組中沒有交流電勢，便于制作?？刂拼磐ㄖ辉阼F心②中閉合，沒有通過主鐵心①和次線交流繞組④。每個(gè)“日”型鐵心聯(lián)結(jié)固定著主鐵心①的兩柱鐵心，形成交流磁通閉回路，能使三相漏磁條件一致，三相電流平衡，同時(shí)由于它們的牢靠固定又消除交流電磁力振動(dòng)等問題。這里的三個(gè)控制繞組可以串聯(lián)，也可以并聯(lián)。改變控制電流大小，同樣能改變這三個(gè)“日”型鐵心的磁化程度，也就調(diào)節(jié)了這種變壓器的輸出。
回磁調(diào)節(jié)的變壓器，可以作成反饋式，也可以作成反饋式，使這種變壓器獲及多種外特性。
變壓器工作時(shí)，只要調(diào)節(jié)控制電流大小，改變回磁鐵心的磁化程度，便能調(diào)節(jié)變壓器的輸出，達(dá)到調(diào)節(jié)，控制容易，變壓器用料節(jié)省性能好的目的。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)節(jié)變壓器輸出電壓、電流的回磁調(diào)節(jié)方法和可調(diào)輸出的回磁調(diào)節(jié)變壓器，其特征在于這種變壓器由回磁鐵心②跟主鐵心①牢靠聯(lián)結(jié)固定而成。這種調(diào)節(jié)方法是調(diào)節(jié)控制電流，改變回磁鐵心②的磁化程度來調(diào)節(jié)變壓器的輸出。
2.按權(quán)利要求
1規(guī)定的方法和變壓器，其特征是回碰鐵心②作成各種閉合回形鐵心，它們的形狀有①、直的、彎曲的“日”型、“口”型，②、環(huán)“口”型。
3.按權(quán)利要求
1和2所規(guī)定的方法和變壓器，其特征是回磁鐵心②上繞的控制組⑤的設(shè)置有如以下方式①、“日”型，控制繞組⑤繞在它們的中間柱鐵心上，②、“口”型鐵心，它聯(lián)結(jié)主鐵心的兩鐵心時(shí)，控制繞組⑤分成兩個(gè)相等匝數(shù)的小繞組，分別繞在其相對(duì)的兩臂鐵心上，順向連接，③、環(huán)“口”型鐵心，它聯(lián)結(jié)三柱主鐵心時(shí)，控制繞組⑤分成三個(gè)相等的小繞組，分別置于每兩柱主鐵心之間，順向連接。
4.按權(quán)利要求
1所規(guī)定的方法和變壓器，其特征在于①、回磁鐵心②跟主鐵心①聯(lián)結(jié)固定成同體式回磁調(diào)節(jié)變壓器，②、回磁鐵心②跟主鐵心①聯(lián)結(jié)固定成分磁式回磁調(diào)節(jié)變壓器。
專利摘要
本發(fā)明公開了回磁調(diào)節(jié)方法和回磁調(diào)節(jié)變壓器。回磁調(diào)節(jié)變壓器由一般變壓器同回磁鐵芯結(jié)合組成。回磁鐵芯作成各種閉合的“日”形、“口”形。“日”形鐵芯，控制繞組繞在其中間柱鐵芯上。聯(lián)結(jié)兩條主鐵芯的“口”鐵芯，控制繞組分成兩個(gè)相等匝數(shù)的小繞組繞其兩側(cè)臂鐵口上；聯(lián)結(jié)三柱主鐵心的環(huán)“口”形鐵芯，控制繞組分成三個(gè)等匝數(shù)的小繞組在其上面。
文檔編號(hào)H01F29/00GK86102795SQ86102795
公開日1987年11月4日 申請日期1986年4月22日
發(fā)明者韓財(cái)元 申請人:韓財(cái)元導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan