Преобразователь трехфазной системы напряжений в двухфазную Советский патент 1989 года по МПК H02M5/14 

при изменении в широких пределах величины симметричной нагрузки. Устройство содержит пространственный трехстержневой магнитопровод 1 с расположенными на нем входными фазными обмотками 2-4 и выходной двухфазной обмоткой, состоящей из частей 5-9. Число витков в фазах соответствующих обмоток равно. Части 8, 9 и 6, 7 выходной обмотки имеют соответственно равное между собой число витков На одном из стержней размещена часть

5 выходной обмотки, а на двух других - части 6, 8 и 7, 9 соответственно. Один вывод части 5 образует общий выходной вывод, а к ее другому выводу подключены две ветви, состоящие соответственно из частей 6, 9 и 8, 7 и расположенные на двух других стержнях. Использование части 5 в качестве общей для обеих фаз выходной обмотки обеспечивает уменьшение массы этой обмотки и уменьшение потерь энергии. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной технике. Цель изобретения - снижение массогабаритных показателей, трудоемкости изготовления и повышение КПД при одновременном обеспечении равенства по величине фазных выходных напряжений и неизменного углового сдвига их фаз при изменении в широких пределах симметричной нагрузки. Устройство содержит пространственный трехстержневой магнитопровод 1 с расположенными на нем входными фазными обмотками 2-4 и выходной двухфазной обмоткой, состоящей из частей 5-9. Число витков в фазах соответствующих обмоток равно. Части 8,9 и 6,7 выходной обмотки имеют соответственно равное между собой число витков. На одном из стержней размещена часть 5 выходной обмотки, а на двух других - части 6,8 и 7,9 соответственно. Один вывод части 5 образует общий выходной вывод, а к ее другому выводу подключены две ветви, состоящие соответственно из частей 6,9 и 8,7 и расположенные на двух других стержнях. Использование части 5 в качестве общей для обеих фаз выходной обмотки обеспечивает уменьшение массы этой обмотки и уменьшение потерь энергии. 2 ил.

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматике, измерительной и преобразовательной технике.

Цель изобретения - снижение мае- согабаритных показателей, трудоемкости изготовления и повышения КПД при одновременном обеспечении равенства по величине фазных выходных напряже- ний и неизменного углового сдвига их фаз при изменении в широких пределах величины симметричной нагрузки.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлага- емого устройства; на фиг. 2 - векторная диаграмма ЭДС,

На стержнях пространственного трехфазного магнитопровода 1 размещены входная трехфазная обмотка, включающая в себя фазные обмотки 2-4 с одинаковым количеством витков, которые могут быть соединены звездой или треугольником (на фиг. 1 показано соединение звездой) и выходная обмотка, состоящая из пяти частей 5-9. Количество витков части 5 пропорционально cos 45°, количество вит1 ков в частях 6 и 7 одинаково и пропорционально cos 15°, а в частях 8 и 9 одинаково и пропорционально cos 75 К части 5 в две ветви присоединены последовательно по две части выходно обмотки (части 5 и 7, в одну ветвь, части 6 и 8 -. в другую), размещен- ные на разных стержнях, причем большие части по. количеству витков (6 и 7) включены встречно, а меньшие (Я и 9) - согласно.

Преобразователь работает следующим образом.

Так как в предлагаемом устройстве соблюдается равенство витков в фазах а соотношение количество витков частей выходной обмотки соответствует выражению

W7:Ws:W8 W6:Ws.:W,cos J5°: cos 45°; fcos 75°,

то фазные напряжения на выходе устройства должны быть равными по величине и сдвинутыми на угол /it /2 при симметричном изменении величины и характера нагрузки.

Действительно, при подаче на вы- воды А, В, С входной обмотки 2-4 симметрично трехфазного напряжения в частях выходной обмотки 5-9 наведут- ся электродвижущие силы.

В . Л1 WF; -Ь W6; ,

43w,4T w,

J,..V

гдв Еу...Е - ЭДС частей выходной

обмотки; V, - напряжение на входной

обмотке;

W, - количество витков фазы ,входной обмотки;

W5-W9 - количество витков частей 5-9 выходной обмотки.

Фазные ЭДС выхбдной обмотки получаем геометрическим сложением ЭДС частей выходной обмотки (фиг. 2).

,r-E7+E8j

E8o E5-E +E

При указанном выше соотношении коичеств витков частей выходной обмотки фазные напряжения холостого хода равны по величине (Еао-Еео ) и перпендикулярны (Еао1ЕВо). Если на входную обмотку устройства подано симметричное трехфазное напряжение, то при одинаковой по величине и характеру нагрузке фаз выходной обмотке фазные напряжения равны по величине и сдвинуты на угол . Причем это положение соблюдается при изменении величины симметричной нагрузки выходной обмотки от режима холостого хода до режима короткого замыкания.

В данном устройстве количество витков выходкой обмотки на соответствующем стержне в -j3 меньше по сравнению с количеством витков выход- ной обмотки на каждом из двух других стержней.

Обозначим сумму витков частей выходной обмотки с количеством витков пропорциональным cos 15 и cos 75 буквой ru

Количество витков X в части, порциональной cos 45 , определим из пропорции

cos 15°+cos 75° cos 45° . ,

Ycos 45°

cos 75r+cos 75°

tenЈos 4Ј :

2 cos 45°.cos 30°

n 1

Количество витков выходной обмотки равно

n

6+43

W +W6+W6+WT+W,n+n+ -В

т.е. имеет место уменьшение количества витков выходной обмотки.

Уменьшение количества витков выходной обмотки приводит к снижению трудоемкости намотки катушек устройства. Надо отметить уменьшение числа соединений частей выходной обмотки, что тоже ведет к снижению трудоемкости изготовления преобразователя.

Учитывая сдвиг фазных токов выходной обмотки, равный приходим к

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

выводу, что величина тока в общей части выходной обмотки больше фазного в NZ раз.

Уменьшение общего количества витков выходной обмотки и то обстоятельство, что для нормальной работы преобразователя сечение провода общей части фаз выходной обмотки должно быть в -Jz раз больше сечения провода каждой фазы выходной обмотки в отдельности, приводит к тому, что расход провода на выходную обмотку снижен.

Следовательно, снижены масса вы- рсодной обмотки и ширина окна магнито- лровода под обмотки.

Уменьшение массы проводникового и магнитного материалов в конструкции устройства при сохранении прежними значений удельных загрузок активных материалав ведет к уменьшению потерь в меди и в стали, т.е. к повышению КПД устройства.

Формула изобретения

Преобразователь трехфазной системы напряжений в двухфазную, содержащий пространственный трехстержне- вой магнитопровод с расположенными на его стержнях соединенной с входными выводами для подключения питающей сети трехфазной входной и соединенной одними выводами с выходными выводами двухфазной выходной обмотками, выполненными с пофазно одинаковым количеством витков, каждая фаза выходной обмотки состоит из частей, размещенных на разных стержнях маг- нитопровода, количества витков кото оо

рых относятся как cos 1Ь :cos 4Ь : :cos 75 , причем часть обмотки,пропорциональная cos 15 , включена встречно последовательно по отношению к другим частям, отличающий с я тем, что, с целью снижения массогабаритных показателей, трудоемкости изготовления и повышения КПД при одновременном обеспечении равенства по величине фазных выходных напряжений и неизменного углового сдвига их фаз при изменении в широких пределах величины симметричной нагрузки, выходная обмотка выполнена из пяти частей, из которых часть обмотки с количеством витков, пропорциональным cos 45 , расположенная на одном из стержней магнитопровода, является общей для двух фаз выходной обмотки, причем один вывод этой части образует общий выходной вывод, а к ее другому выводу подклю- чены свободными выводами две ветви, образованные остальными частями

ходной обмотки так, что каждая ветвь включает две последовательно встречно включенные части, имеющие разное количество витков и расположенные на разных, из двух других, стержнях магйитопровода.