УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ АСИММЕТРИИ НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОСЕТИ Российский патент 1998 года по МПК H02J3/26 

Изобретение относится к устройствам для уменьшения асимметрии напряжения в трехфазных электросетях.

Известен способ устранения несимметрии напряжения в трехфазной сети, вызванной неравномерной нагрузкой фаз, отличающийся применением включенной в сеть трехфазной асинхронной машины с заторможенным однофазным ротором и регулированием фазы и величины потребляемого машиной тока обратной последовательности путем поворота ротора и изменением величины нагрузки в цепи ротора.

Известный способ устранения асимметрии напряжения электросети непригоден для устранения асимметрии, возникающей при подключении к электросети однофазной нагрузки повторно - кратковременного характера (например, агрегатов точечной сварки), потому что при возникновении, исчезновении и изменении параметров асимметрии (угла и величины вектора напряжения обратной последовательности) способ предлагает устранять асимметрию путем поворота ротора вручную или сервомотором и регулированием нагрузки в цепи ротора, на что требуется времени больше, чем время подключения кратковременной однофазной нагрузки.

Целью настоящего изобретения является создание простого и эффективно работающего компенсатора асимметрии напряжения электросети, способного уменьшить асимметрию напряжения до допустимого уровня, например до уровня, допустимого стандартом на качество электроэнергии при любом характере источника асимметрии.

Сущность изобретения состоит в том, что предложенное устройство асимметрии напряжения электросети, содержащее незагруженный асинхронный двигатель с фазным ротором, обмотка статора которого подсоединена к электросети выводами с прямым чередованием фаз, а обмотка ротора подсоединена к электросети с обратным чередованием фаз, обмотки статора и ротора подсоединяются к электросети выключателем, при работе компенсатора ротор вращается с двойной синхронной скоростью, устройство имеет стартер для разгонки ротора до двойной синхронной скорости вращения перед подключением компенсатора к электросети. При работе предложенного устройства компенсации напряжения используются известные полезные качества асинхронного двигателя в режиме двойной синхронной скорости, являющиеся следствием того, что такой двигатель имеет якорные обмотки статора и ротора, подсоединенные к электросети, и не имеет индуктора.

Малое сопротивление рассеяния обмоток обеспечивает эффективную загрузку компенсатора при допустимо низких значениях асимметрии напряжения электросети, кроме того, наименьшие удельные потери двигателя по сравнению с другими типами электродвигателей.

Сущность изобретения поясняется чертежом на котором изображена схема подсоединения к электросети:
1 - электросеть с фазами A, B и C;
2 - выключатель;
3 - обмотка статора с выводами 1, 2, 3;
4 - обмотка ротора с выводами 1¹, 2¹, 3¹.

Устройство компенсации асимметрии напряжения электросети работает следующим образом.

Ротор компенсатора разгоняется стартером (на чертеже не показан) до двойной подсинхронной скорости, включается выключатель 2 и обмотки статора и ротора 3 и 4 оказываются подключенными к электросети; в статоре и роторе возникнут вращающиеся в разные стороны магнитные поля, которые войдут в зацепление, и ротор станет вращаться с двойной скоростью. При отсутствии асимметрии напряжения в электросети ток во всех трех фазах машины будет одинаковым порядка 10% от номинального. При возникновении асимметрии напряжения электросети, например, если напряжение U_AB > U_BC > U_CA, то напряжение на выводах статора станет U_1-2 > U_2-3 > U_3-1, на выводах ротора И_1′-3′> И_2′-3′> И_2′-1′ так как статор и ротор имеют один основной магнитный поток от энергии до фазы с большим напряжением статора 1-2 /фаза AB электросети/ будет трансформироваться в фазу 2¹ - 1¹ ротора /фаза CA электросети/; то же из фазы ротора 1¹ - 3¹ /фаза AB/ будет трансформироваться в фазу 3-1 статора /фаза CA/ и т.д. По обмоткам потечет ток обратной последовательности, тем самым будет происходить компенсация асимметрии напряжения в электросети.

Использование: в трехфазных электросетях для уменьшения асимметрии напряжения. Сущность: незагруженный асинхронный двигатель с фазным ротором, обмотки ротора которого подключены к сети с обратным чередованием фаз, подключают к сети через выключатель. Перед подключением двигателя к сети ротор разгоняют до двойной подсинхронной скорости. 1 ил.

Устройство компенсации асимметрии напряжения электросети, содержащее асинхронный двигатель, обмотки статора которого подключены к электросети с прямым чередованием фаз, отличающееся тем, что применен асинхронный двигатель с фазным ротором, обмотки которого подключены к электросети с обратным чередованием фаз, обмотки статора и ротора подключены к электросети через выключатель, при этом имеется стартер для разгона ротора перед подключением к электросети до двойной синхронной скорости.