ТРЕХФАЗНОЕ СИММЕТРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ФАЗНЫХ И ЛИНЕЙНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ Российский патент 2024 года по МПК H02J3/26 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различной аппаратуры.

Известен трехфазный стабилизатор переменного напряжения, содержащий симметрирующий трансформатор (1). Недостаток - большая установленная мощность трансформатора.

Известно трехфазное симметрирующее устройство, содержащее входные зажимы для подключения питающей сети и выходные зажимы, к которым подключен трехфазный трансформатор, первичные обмотки соединены в «зигзаг» (2).

Недостаток - сложность и большая установленная мощность симметрирующего трансформатора.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является трехфазное симметрирующее устройство, к входным зажимам подключен трехфазный трансформатор, первичные обмотки которого включены встречно и соединены в «зигзаг» (3).

Недостаток - значительная несимметрия линейных напряжений при несимметрии однофазных нагрузок, включенных между двумя фазами.

Цель изобретения - обеспечение симметрирования входных токов фазных и линейных напряжений при несимметрии токов нагрузки, включенных как на фазные, так и на линейные напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем входные зажимы A1, B1, C1, N1, которые одновременно являются и выходными зажимами для подключения однофазных нагрузок, включенных между нулевым выводом трансформатора и соответствующими фазами, - в каждую фазу трансформатора введены одна вольтодобавочная обмотка, включенная согласно с обмоткой, образующей нулевой вывод трансформатора, а другие свободные выводы этих обмоток соединяются с выходными зажимами А2, В2, С2 для подключения линейных нагрузок.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения «новизна».

Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники выявило в них признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».

На чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит входные зажимы для подключения питающей сети к выводам А1, В1, С1, N1, которые одновременно являются и выходными зажимами для подключения однофазных нагрузок, включенных между нулевым выводом трансформатора и соответствующими фазами, и выходные зажимы А2, В2, С2, трехфазный трехстержневой симметрирующий трансформатор 1, имеющий первичные обмотки 2, 3 Обмотки 2 включены встречно в «зигзаг» с обмотками 3, расположенными на других стержнях. Первые свободные выводы первых обмоток соединяются с входными и выходными зажимами фаз A1, B1, С1, а свободные выводы вторых обмоток соединяются в одну общую точку 4 и являются нулевым выводом для подключения фазных нагрузок N2. В каждую фазу трансформатора введена одна последовательно соединенная вольтодобавочная обмотка 5, включенная согласно с обмоткой 3, образующей нулевой вывод трансформатора, а свободные выводы этих обмоток 5 соединяются с выходными зажимами А2, В2, С2 для подключения линейных нагрузок.

Устройство работает следующим образом:

При подаче напряжения на трехфазное симметрирующее устройство нулевым выводом для подключения фазных нагрузок служит нулевой вывод 4 встречно-включенных в «зигзаг» первичных обмоток 2, 3 трехфазного трехстержневого трансформатора 1. При таком включении первичных обмоток в зигзаг трехфазный трансформатор имеет большое сопротивление для токов прямой и обратной последовательности и малое сопротивление для токов нулевой последовательности, т.е. обеспечивает создание устойчивой нулевой точки, симметрирование фазных напряжений и фильтрацию гармоник токов нулевой последовательности. Известно, что при таком включении обмоток сопротивление нулевой последовательности определяется параметрами короткого замыкания его трансформаторных элементов. При таком включении вольтодобавочных обмоток 5 и подключении также однофазных нагрузок между двумя фазами на выходных зажимах А2, В2, С2 обеспечивается симметрирование и перераспределение токов нагрузки на все три фазы. Возможно выполнение устройства, в котором в одной из фаз одна из вольтодобавочных обмоток 5 отсутствует. В этом случае для однофазной нагрузки включенное на линейное напряжение устройство является трансформатором, преобразующим напряжение трех фаз в одну, а для фазных нагрузок - три фазы в три.

Такое выполнение трехфазного симметрирующего устройства обеспечивает работу устройства в режимах симметрии входных напряжений и токов при наличии несимметрии однофазных нагрузок, включенных как между двумя фазами А2 В2, В2 С2 или С2 А2, так и несимметрии фазных однофазных нагрузок, включенных относительно нулевого вывода N2. Возможно соединение нулевого провода питающей сети N1 с нулевым выводом симметрирующего трансформатора N2. В этом случае обеспечивается также симметрирование напряжений и токов со стороны входа при увеличении потерь в симметрирующем трансформаторе.

Технико-экономическая эффективность при использовании устройства достигается благодаря нормализации фазных и линейных напряжения и входных токов при несимметрии токов нагрузки, включенных как на напряжение 220 В, так и напряжение 380 В.

Источники информации

1. «Электротехнический справочник», Москва, издательство МЭИ, 1998, стр. 135, рис. 24.19.

2. А.С. СССР №1324086. М. Кл. Н02М 5/12, 1985.

3. Патент РФ №2314620 H02J 3/26, Н02Н 3/253.

Изобретение относится к области электротехники. Предложено трехфазное симметрирующее устройство, в котором трехфазный трехстержневой трансформатор содержит обмотки, соединенные встречно в зигзаг. Технический результат – обеспечение симметрирования входных токов фазных и линейных напряжений при несимметрии токов нагрузки, включенных как на фазные, так и на линейные напряжения. Свободные выводы первых обмоток подключаются к входным зажимам, а свободные выводы вторых обмоток соединяются в одну общую нулевую точку для подключения фазных нагрузок, а в каждую фазу введена одна вольтодобавочная обмотка, включенная согласно последовательно с обмоткой, образующей нулевой вывод трансформатора, а другие свободные выводы этих обмоток соединяются с выходными зажимами для подключения линейных нагрузок. 1 ил.

Трехфазное симметрирующее устройство фазных и линейных напряжений для работы от трехфазной питающей сети, содержащее входные зажимы для подключения питающей сети к выводам A1, B1, С1, N1 и выходные зажимы А2, В2, С2, N2, трехфазный трехстержневой трансформатор, две первичные обмотки которого соединены в «зигзаг» и включены на входные зажимы, отличающийся тем, что с целью обеспечения симметрирования фазных и линейных напряжений и входных токов при несимметрии токов нагрузок в каждую фазу трансформатора введена одна вольтодобавочная обмотка, включенная согласно последовательно с обмоткой, образующей нулевой вывод трансформатора, а другие свободные выводы этих обмоток соединяются с выходными зажимами А2, В2, С2 для подключения линейных нагрузок, а входные выводы A1, B1, С1 являются одновременно выводами для подключения фазных нагрузок относительно нулевого вывода N2.