Симметрирующее устройство (его варианты) Советский патент 1986 года по МПК H02K47/30 H02M5/32 

Изобр этение относится к электро-, фикации сельского хозяйства, железно дорожного транспорта и других отраслей народного хозяйства и используется для симметрирования трехфазной се- ти при однофазных нагрузках (индукционные однофазные печи, установки электрошлакового переплава, тяговые нагрузки железнодорожных дорог, электрифицированные на переменном токе, электросварочные агрегаты, однофазные специальные потребители и др.) и симметрирует однофазные сети при питании от них трехфазных электродвигателей.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

На фиг.1 изображена схема симметрирующего устройства трансформаторного типа с вращающимся магнитным полем |з режиме симметрирования трехфазной сети при включении однофазного потребителя, на фиг.2 - то же, в режиме симметрирования однофазной сети при включении трехфазного потребителя.

Симметрирующее устройство трансформаторного типа с вращающимся магнитным полем (фиг.1 и 2) содержит маг нитопровод с трехфазной первичной симметричной обмоткой 1, соединенной с звезду, к Которой подключена нагрузка 2, и трехфазной вторичной симметричной обмоткой 3. Вторичная обмотка 3, соединенная в звезду; подключена через выпрямитель 4 и инвертор 5 к трехфазной (фиг.1) или однофазной (фиг.2) сети. Напряжение питания первичной обмотки трехфазное (фиг.1) или однофазное (фиг.2). Две фазы (В, С) трехфазного напряжения сети (фиг.1) соединены непосредственно с двумя (В,, С,) первичной обмотки 1, а между третьей фазой (А) напряжения сети и началом (А) третьей первичной обмотки 1 создан разрыв (А, А,), на кото- ром возникает наибольшее однофазное напряжение U и включается однофазная нагрузка 2. Однофазное напряжение U сети питания (фиг.2) включается в разрыв между началом третьей первич- ной обмотки А, и фазой нагрузки А, а два другие начала первичной обмотки (В ,, С,) соединены непосредственно с началами фаз (В, С) трехфазной нагрузки.

Симметрирующее устройство трансфор .маторного типа с вращающимся магнит- ;ным полем (фиг.1) в режиме симметри

рования трехфазной сети при однофазной нагрузке работает следующим образом. .

Трехфазное напряжение сети, например, прямой последовательности подводится к выпрямителю 4, а с инвертора 5 на начала вторичных обмоток 3 подается уже система напряжений обратной последовательности. Вращающимся магнитным полем вторичной обмотки индуктируется в первичной обмотке 1 ЭДС обратной последовательности, по величине равной фазному напряжению сети. Две фазы (В, С) трехфазного напряжения сети подводятся также непосредственно до начала (В,, С,) первичной обмотки 1, а в разрыве между третьей фазой (А) этого напряжения и началом первичной обмотки (А,) создается однофазное напряжение, равное утроенному значению фазного напряжения сети.

Если направить векторы напряжений прямой и обратной последовательностей фазы А по оси вещественных в положительном направлении, то однофазное напряжение U запишется следующим уравнением:

и

А,

+ Е. - и

6i

- Е,

(1)

Если в уравнении (1) заменить все

напряжения Получим

и ЭДС через Ид и Е

«2

и и. + Е. - . ft, АО А(

аЕ.

(2)

С учетом угла поворота системы ЭДС Ед относительно напряжений сети й( , который выполняется инвертом в первичной обмотке, уравнение (2) примот пмп

1) + Ед (1 - а),(3)

и

и, (1 где и

Ч,

напряжение сети прямой последовательности , Ед - ЭДС, индуктируемая магнитным полем вторичной обмотки в первичной - обратной ледовательнос ти, а - оператор поворота вектора

на 120°

|J - угол рассогласования между напряжением сети и ЭДС Ед , Симметрия системы токов н трехфазной сети .при изменении величины и за- характера однофазной нагрузки поддерживается автоматически с помощью выпрямителя-инвертора.

31

Симметрирующее устройство транс- форматорного типа с вращающимся магнитным полем (фиг.2) в режиме симметрирования однофазной сети при трехфазной симметричной нагрузке работае следующим образом.

Однофазное напряжение U можно разложить на симметричные составляющие напряжений прямой U , и обратной U последовательностей, каждая.из кото- рых по величине равна 1/3 от U.

Системой ЭДС Е , индуктированных в первичной обмотке вращающимся магнитным полем вторичной обмотки, ком- пенсируется одна из последовательностей напряжения, например обратная, и на зажимах А, В, С симметричной трехфазной нагрузки образуется симметричная трехфазная система напряжения грямой последовательности.

Если направить U по оси вещественных в положительном направлении, то комплексы фазных напряжений симметрирующего устройства запишутся следую- щими уравнениями:

)(80 -р)

UA UA, + U + ,0.);

Va , + j,, .; (4)

Uo аИд. + .е .

Симметрия системы напряжений прямой последовательности трехфазного потребителя при изменении величины и характера нагрузки держится постоянной и может еще дополнительно поддер- живаться автоматически с помощью выпрямителя-инвертора .

Мощность из сети к нагрузке передается только электрическим путем, т. е. через первичную обмотку. Симметрирующее устройство трансформаторного типа с вращающимся магнитным полем по схемам соединения (фиг.1 и 2) держит напряжение питания у потребителя более стабильным, чем по известной схеме. Изменение напряжения симметрирующего устройства по предлагаемым схемам питания при номинальной нагрузке составляет 25%, тог- да как по известной схеме более чем 50%. Стабильное напряжение у потребителя вызывает устойчивую и надежную работу его электрооборудования, чет234

кость срабатывания аппаратуры управления и защиты, поэтому предлагаемые схемы симметрирования более эффективные. При данных схемах соединения первичной обмотки (фиг.1 и 2) упрощается и улучшается конструкция симметрирую- щего устройства и тем самым повышается надежность его работы.

Формула изобретения.

1.Симметрирующее устройство с тремя входными зажимами, содержащее трехфазный трансформатор с вращающимся .- магнитным полем с первичной и вторичной трехфазными обмотками, у которого концы двух фаз первичной обмотки соединены с двумя входными зажимами, между входными зажимами и концами фаз вторичной обмотки включен управляемый выпрямитель-инвертор, а начала фаз этой обмотки соединены между собой, отличающееся тем , что, с целью повышения надежности, из конца третьей фазы первичной обмотки выполнен зажим, д начала фаз первичной обмотки соединены между собой, причем входные зажимы служат для подключения трехфазного источника, а третий входной зажим и зажим третьей фазы первичной обмотки служат для подключения однофазной нагрузки.

2.Симметрирующее устройство с тремя входными зажимами, содержащее трехфазный трансформатор с вращающимся магнитным полем с первичной и вторичной трехфазными обмотками, у которого Концы двух фаз первичной об- соединены с двумя входными зажимами, между входными зажимами

и концами фаз вторичной обмотки включен управляемый выпрямитель- инвертор, а начала фаз второй обмотки соединены между собой, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, из конца третьей фазы первичной обмотки вьтолнен зажим, а выходные зажимы фаз первичной обмотки оединены между собой, причем входные зажимы служат для подключения трехазной нагрузки, а третий входной заим и зажим третьей фазы первичной бмотки служат для подключения одноазного источника.

2r -o

y/

y/r-oy/

-o-

-.

Редактор С.Пекарь

Составитель А.Кецарис

Техред И.Попович Корректор М.Демчик

Заказ 4832/53Тираж 631 . Подписное

ВНИШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, А

№.f

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для симметрирования трехфазной сети при однофазных нагрузках, .Цель изобретения - повьшение надежности. Устр- во содержит трехфазную первичную обмотку 1, соединенную в звезду, к которой подключена нагрузка 2, и трехфазную обмотку 3, соединенную в звезду, подключенную через выпрямитель- 4 и инвертор 5-к сети. Две фазы (В и С) трехфазного напряжения сети соединены непосредственно с двумя фазами () обмотки 1, а между фазой А и началом А обмотки 1 создан разрыв, ка котором возникает наибольшее однофазное напряжение U и включается нагрузка 2. Симметрия системы токов в трехфазной сети при изменении величины и характера однофазной нагрузки поддерживается автоматически с помощью выпрямителя-инвертора. 2с. п. ф-лы, 2 ил. с (Л Фиг.1