Винахід відноситься до електротехніки і призначене, зокрема, для перетворення однієї системи змінного струму в іншу. Технічний результат полягає в зменшенні впливу вторинної обмотки на первинну. Резонансний трансформатор містить магнітопровід (1), первинну обмотку (2), вторинну обмотку (3) і конденсатор (4). Магнитопровод (1) має подовжені стрижні і ярма. Вторинна обмотка (3) симетрично віддалена від муздрамтеатру (1) і разом з первинної (2) розташована навколо одного стрижня. Первинний ланцюг трансформатора введена в режим резонансу струмів шляхом паралельного з'єднання конденсатора (4) і первинної обмотки (2). 4 мул.
Малюнки до патенту РФ 2418333
Винахід відноситься до області електротехніки і призначене, зокрема, для перетворення однієї системи змінного струму в іншу при відсутності впливу вторинної обмотки на первинну.
Заявнику відомий найближчий прототип заявленого винаходу як найбільш близький йому за сукупністю суттєвих ознак. Даний прототип являє собою силовий трансформатор, що містить муздрамтеатр, виконаний з електротехнічної сталі, первинну і вторинну обмотки, розташовані на стрижнях, причому первинна обмотка підключена до джерела змінної напруги, а вторинна обмотка до навантаження (Кацман М.М. Електричні машини. - М. Вища. школа, 1983 г. с.13).
Недоліком цього трансформатора є вплив вторинної обмотки на магнітопровід трансформатора за допомогою її магнітного поля і як наслідок, вплив на фізичні процеси, що протікають в ланцюзі первинної обмотки, що впливає на режим роботи джерела живлення в залежності від навантаження в ланцюзі вторинної обмотки трансформатора.
Завданням, на вирішення якої спрямовано винахід, є усунення впливу вторинної обмотки на магнітопровід трансформатора за допомогою її магнітного поля.
Згадана задача досягається тим, що резонансний трансформатор містить муздрамтеатр 1, первинну обмотку 2, вторинну обмотку 3 і конденсатор 4, муздрамтеатр 1 має подовжені стрижні і ярма, а вторинна обмотка 3 симетрично віддалена від муздрамтеатру 1 і разом з первинної 2 розташована навколо одного стрижня, причому первинна ланцюг трансформатора введена в режим резонансу струмів шляхом паралельного з'єднання конденсатора 4 і первинної обмотки 2.
Технічним результатом винаходу є відсутність впливу вторинного кола трансформатора на його первинну ланцюг за допомогою магнітного поля вторинної обмотки.
Отримання технічного результату винаходу можливо тільки за рахунок симетричного видалення вторинної обмотки трансформатора від його муздрамтеатру і збільшення сили, що намагнічує первинної обмотки, використовуючи збільшену реактивну потужність в режимі резонансу струмів, отриманого паралельним з'єднанням первинної обмотки трансформатора і конденсатора.
На фіг.1 представлена конструкція резонансного трансформатора в розрізі;
на фіг.2 представлена принципова електрична схема з'єднань первинної та вторинної ланцюгів резонансного трансформатора;
на Фіг.3 представлена векторна діаграма, яка пояснює перебіг фізичних процесів первинної ланцюга резонансного трансформатора;
на фіг.4 представлена векторна діаграма, яка пояснює роботу резонансного трансформатора.
Резонансний трансформатор, зображений на фіг.1, містить муздрамтеатр 1, первинну обмотку 2 і вторинну обмотку 3, муздрамтеатр 1 має подовжені стрижні і ярма, а вторинна обмотка симетрично віддалена від муздрамтеатру і разом з первинної розташована навколо одного стрижня.
Принципова електрична схема з'єднань первинної та вторинної ланцюгів резонансного трансформатора, зображена на фіг.2, містить конденсатор 4, резонансний трансформатор 5, навантаження 6 і працює наступним чином. Вторинна обмотка резонансного трансформатора 5 (фіг.2) симетрично віддалена від муздрамтеатру на таку відстань, щоб при протіканні по ній номінального струму навантаження ЕРС первинної обмотки дорівнювала нулю. Вторинна обмотка повинна бути видалена не менше ніж на величину магнітної індукції в центрі неї відповідно до формули:
де D - діаметр каркаса вторинної обмотки (м);
μ - магнітна проникність (Гн / м);
I2 - сила струму в колі вторинної обмотки (А);
N2 - кількість витків вторинної обмотки;
f- частота струму вторинної обмотки (Гц);
- довжина магнітної лінії (м).
Завдяки відсутності впливу віддаленої вторинної обмотки на магнітопровід резонансного трансформатора первинна обмотка останнього стає котушкою індуктивності з сердечником і є одним елементом коливального контуру, другим елементом якого є конденсатор 4. Реактивний опір індуктивного характеру первинної обмотки резонансного трансформатора одно реактивному опору ємнісного характеру конденсатора 4 при незмінній частоті напруги, що підводиться U1. Таким чином ланцюг первинної обмотки резонансного трансформатора знаходиться в режимі резонансу струмів. Завдяки ефекту збільшення реактивної потужності в режимі резонансу енергія магнітного поля первинної обмотки зростає до величини, необхідної для індукування потрібної ЕРС у вторинній обмотці для живлення навантаження 6. В результаті резонансний трансформатор працює нормально, живлячи навантаження 6, при цьому фізичні процеси, що протікають в ланцюзі первинної обмотки, що не залежать від фізичних процесів, що протікають в ланцюзі вторинної обмотки.
Як видно з векторної діаграми (Фіг.3), сила струму конденсатора Ic у багато разів перевищує силу струму джерела живлення I і дорівнює силі струму первинної обмотки резонансного трансформатора I1.
Як видно з векторної діаграми резонансного трансформатора (фіг.4), струм первинної обмотки I 1 не залежить від струму навантаження 1н і первинна обмотка має індуктивний характер, незважаючи на активний характер навантаження 6, де:
Ф - магнітний потік резонансного трансформатора (Вб);
I1 - сила струму первинної обмотки резонансного трансформатора (А);
E1 - ЕРС первинної обмотки (У);
Е 2 - ЕРС вторинної обмотки (У);
Uн - напруга на навантаженні (В);
Iн - сила струму в ланцюзі навантаження (А);
I2X2 - падіння напруги на індуктивному опорі вторинної обмотки (У);
I2r2 - падіння напруги на активному опорі вторинної обмотки (У);
I2z2 - падіння напруги на повному опорі вторинної обмотки (У);
I1X1 - падіння напруги на повному опорі первинної обмотки (У);
I1r1 - падіння напруги на активному опорі первинної обмотки (У);
I1Z1 - падіння напруги на повному опорі первинної обмотки (У);
U1 - напруга первинної обмотки (У).
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Резонансний трансформатор, що містить муздрамтеатр (1), первинну обмотку (2), вторинну обмотку (3) і конденсатор (4), що відрізняється тим, що магнітопровід (1) має подовжені стрижні і ярма, а вторинна обмотка (3) симетрично віддалена від муздрамтеатру (1) і разом з первинної (2) розташована навколо одного стрижня, причому первинна ланцюг трансформатора введена в режим резонансу струмів шляхом паралельного з'єднання конденсатора (4) і первинної обмотки (2).