Утроитель частоты трехфазного напряжения Советский патент 1955 года по МПК H02M5/16 

Предмет изобретения относится к утроителям частоты трехфазного Напряжения, састоящим из питающего трехфазното трансформатора, системы нелинейных электрических конденсаторов, создающих в токе вторичной цепи трансформатора составляющую утроенной частоты, и выходного трехф азного тр ансфор м а тор а, выделяющего эту частоту.

В известных утроителях частоты аналогичного типа, вследствие совпадения между собой третьих гармоник в первой, второй и третьих фазах на выходе получается только однофазное напряжение третьей гармоники. С целью получения трехфазного тока утроенной частоты приходится после трехфазно-однофазного утроителя ставить преобразователь числа фаз, позволяющий пере.кодить от однофазиого к трехфазному току той же частоты. При этом не всегда удается получить симметричную систему напряжений.

Предлагаемый утро-итель частоты позволяет получить на выходе симметричную трехфазную систему напряжений. Это достигается тем, что вторичные обмотки питающего трансформатора секционированы и секции соединены по схеме «зигзаг в симметричную девятифазную систему (с

фазами /, 2, 3...9), а первичная обмотка выходного трансформатора подразделена на девять частей, включенных последовательно с девятью нелинейными конденсаторами по схеме трех «треугольников. Образованные таким образом ««елинейные треугольники присоединены к трем трехфазным системам, образованным фазами -4-7, 2-5-8 и 3-6-9 вторичных обмоток питающего трансформатора.

Принципиальная схема утроителя частоты, выполненного согласно изобретению, показана на фиг. 1, где ПТ - питающий трансформатор; ВТ - выходной трансформатор; Я/С - нелинейные конденсаторы (например, с диэлектриком .из сегнетовой соли или титаната бария), образующие нечетные гармоники напряжения «а обмотках выходного трансформатора; /, //, /// - трехфазная система преобразуемого напряжения, имеющего частоту f; Г, 11, III - трехфазная система преобразованного напряжения, имеющего частоту 5f; /, 2, 3...9 - девятифазная система напряжений, образованная вторичными обмотками питающего трансформатора.

На фиг. 2 показано секционироаанне вторичных обмоток трехфазного

питающего тра«сформатора ПТ и соединение секций между собой, необходимое для образования девятифазной системы напряжений /, 2, 3...9.

Как видно из векторНОЙ диаграммы (фиг. 3), девятифазная система 1, 2, 3...9 является симметричной и каждый последующий вектор сдвинут относительно предыдущего на 40°. При этом третьи гармо«ики, имеющие период 7з, в / к 7 фазах совпадают; то же имеет место для 2, о и 8 фаз, а также для 3 6 и 9 фаз.

Поскольку третьи гар.моники в 1, 4 и 7 фазах совпадают, напряжения фаз 1, 4 ii7 подводятся к первому нелинейному треугольнику 1НТ выход«ого трансформатора (фиг. 4). Каждая сторона этого треугольника составлена из нелинейного конденсатора и первичной обмотки выходного трансформатора. Токи ооповной частоты в треугольнике, сдвинутые на 120°, в сумме дают нуль, так же, как и токи 5 и 7 гармоник. Поэто.чу во вторичных обмотках будут индуктироваться составляющ.ие 3-й гармоиик« (а также 9-й).

Аналогично этому во вторичных об.мотках второго нелинейного треугольника 2НТ появятся папряжения

3-й гармоники, сдвинутые на :.г относительно напряжений 3-й rap.vioHHKH первого треугольника.

То же имеет место н для третьего нелинейного треугольника 5/77.

Соединенные в треугольник выводы вторичных обмоток (фиг. 4) дают три напряжения утроенной час10ты (фазы /, // и ///), сдвинутые

друг относительно друга на :;

В каждом нелинейном тр-еуто.:1ьнике токи основной частоты сдвинуты на 120. Поэто.му первичные обм-этки, включенные в стороны треугольника, можно поместить на один сердечник, а поверх этих обмоток пом естить общую вторичную обмотку, в которой будет наводиться напряжение утроенной частоты (фиг. 5).

При этом основные намагничивающие силы токов ооновной и нечетйых гармоник, некратных 3, будут взаимно компенсироваться. Поэтому составляющие /, 5 и 7 гар.моник будут отсутствовать во вторичной об.мотке.

Па второй сердечник помещаются обмотки второго нелинейного треугольника, на третий сердечник - обмотки третьего нелинейного треугольника.

Соеди1не;нием по схеме треугольника вторичных обмоток этого трансформатора о беспечивается отсутствие 9-й тар.мояики в- кривых напряжения утроенной частоты на зажимах /, //, ///.

Предлагае.мый утроитель частоты создает для питающей сетн нагрузку емкостного характера, что BOI мноjHX случаях желательно, так как ггри зтом обеспечивается предупреждаютций сдвиг фаз между токами и напряжениями и повыщается коэффициент мощности в сетн.

Предлагаемый утроитель может, например, найти применение в схемах автоматики, в нриводах быстроходных двигателей, для питания гироскопических систе.м, для электрифицированного инстру.мента, а также для радиотехнических н других устройств.

Пред м е т и з о б р с т е и и я

I. Утроитель частоты трехфазного напряжения, состоящий из питающего трехфазного трансформатора, систе.мы нелинейных электрических конденсаторов, создающих в токе вторичной цепи трансфор.матора составляюп ую утроенной частоты, н выходного трехфазного трансфсрл атсра, выделяющего эту соста з.тя)ощую тока, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью получения на выход симметричной трехфазной системы напряжений вторичные Обмотки питающего трансфор.матора секциониpoeatibi и секции соединены по схеме «зигзаг в симметричную девятифазную звезду (с фаза.ми /, 2, 3...9). а первичная обмотка выходного трансформатора подразделена на девять частей, включенных последовательно с девятью нелинейными комденсяторами по схеме трех «треугольников, п образоваиные таким образом «нелинейные треугольники присоединены к трем трехфазны.м системам, образованным фазами /-4-7,

2-5-8 и 3-6-9 вторичных обмоток питающего трансформатора.

2. Утроитель частоты напряжения по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что выходной трансформатор имеет трехстержневой магнитопровод и на каждом из трех .стержней последнего расположены, во-первых, три первичных обмотки, включенные в один из «нелинейных треугольников и ориентированные так, что первые гармоники их намагничивающих сил взаимно компенсируются, и, во-вторых, одна вторичная обмотка, соединенная с вторичными обмотками на других стержнях в трехфазную систему.

nepSuvh. fidMamif

Smofluv a odMOfTtko.