Преобразователь частоты с @ -фазным входом и @ -фазным выходом Советский патент 1989 года по МПК H02M5/16 

Изобретение относится к электро- . технике и может найти применение во вторичных источниках питания.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности соединения выходных фаз как в многолучевую звезду, так и на многоугольник при любом (как нечетном, так и четном) числе фаз.

На фиг, 1 представлена схема пяти- фазной выходной цепи (для третьей

гармоники основной частоты) преобразователя частоты, построенного на пят- надцати насыщающихся трансформаторах 1-15; на фиг. 2 - схема двухфаз- гой выходной цепи указанного преоб- разователя; на фиг. 3 и 4 - диаграммы напряжений,

На фиг, 1 буквами А-А , Б-в , С-С , Д-Д , Е-Е обозначены фазы выходной цепи, а цифрами под обмотками - относительные числа витков. Основные вторичные обмотки для фазы

1511830

А-Л размещены на сердечниках транс- форматоров 2-4, 7-9 и 12-14,,а дополнительные - на сердечниках трансформаторов 1, 5, 6, 10, 11 и 15. Аналогично для фазы В-В основные вторичные обмотки размещены на сердечниках 1, 2, 5, 6, 7, 10, 11, 12 и 15 трансформаторов, а дополнительные - на

С целью улучшения формы выходного напряжения в каждую выходную фазу включены обмотки всех N насыщаю- вдихся трансформаторов, а число транс форматоров N выбрано равным , где (равно 5 для фиг. 1 и 2).

В общем случае величина выходного, (фазового) напряжения может быть

сердечниках 3, 4, 8, 9, 13 и 14 транс-10 представлена выражением (фиг. 3, где

показано фазовое напряжени предлагаемого устройства)

форматоров и т.д.

Числа витков вторичных обмоток (основной и дополнительной) для дан-fl Г , П

ного i-TO насыщающегося трансформато- eixx. cos| Kut-Lf(j-l)J н:

15

20

25

pa выбраны пропорционально значению косинуса угла

P;J /3o+K|(i-i)-(p(j-i)

или для пятифазной цепи преобразователя на фиг. 1 ( )

f 1-1Л

я II / 1 11 /. , S

pij 5 а для двухфазной () цепи (фиг.2)

f5;j |(i-i)-1(j-l).

cos (2NUK)cotitfCJ-i),

или для рассматриваемого п

когда ,5 0

UB.,,t-Lf(j-)Z y.cos(101+l)3(otiq (j-l)l ,

т.е. в выходном фазовом на .отсутствуют высшие (по отн выходной частоте 3f) гармо 2Q вплоть до номера (ф показана форма фазового 11 и линейного Ugy),,, напряже лагаемого устройства), в т нет гармоники с номером, к числу фаз , как это име в прототипе.

Рассчитанные по указанным формулам числа витков даны на фиг. 1 и 2, причем согласное или встречное включение обмоток насыщаюпшхся трансформаторов в данную j-ю фазу выходной цепи определяется знаком косинуса уг лав;;, что и показано на фигл 1 и 2, где точками обозначены одноименные выводы (например, начала) обмоток.

Принцип работы преобразователя заключается в следующем.

При подключении га -фазной .() первичной цепи (которая рассчитывается по тем же формулам, что и вторичная цепь, но при значенрш К и ) к источнику т -фазного переменного тока основной частотысО 2 {Г в сердечниках насьццающихся трансформаторов создается магнитный поток, векторы которого образуют 2М-фазную систему со сдвигом фаз в ( радиан. С таким же сдвигом фаз индуцируется и напряжение на обмотках насьпцающихся трансформаторов, Форма напряжения на обмотках имеет вид знакопеременных импульсов, возникаюпдах при переходе индукции в сердечнике от -В„ до +В„ (фиг. 3, напряжение U).

4

С целью улучшения формы выходного напряжения в каждую выходную фазу включены обмотки всех N насыщаю- вдихся трансформаторов, а число трансформаторов N выбрано равным , где (равно 5 для фиг. 1 и 2).

В общем случае величина выходного, (фазового) напряжения может быть

показано фазовое напряжение Ug,, предлагаемого устройства)

fl Г , П

cos (2NUK)cot2Nl|3o±

itfCJ-i),

или для рассматриваемого примера,

,е

когда ,5 0

UB.,,t-Lf(j-) y.cos(101+l)3(otiq (j-l)l ,

т.е. в выходном фазовом напряжении .отсутствуют высшие (по отношению к выходной частоте 3f) гармоники вплоть до номера (фиг. 4, где показана форма фазового 11 , U и линейного Ugy),,, напряжений предлагаемого устройства), в том числе нет гармоники с номером, кратным числу фаз , как это имеет место в прототипе.

Таким образом, предлагаемое вьтол- нение вторичной цепи преобразователя дает возможность сформировать выходную цепь преобразователя при четном числе выходных фаз (что невозможно сделать в прототипе) и соединять вьЬсодные фазы не только на звезду, но и на многоугольник.

Это расширяет функциональные возможности предлагаемого преобразователя .

Формула изобретения

Преобразователь частоты с п-фаз- ным входом и ш-фазным выходом, содержащий N насыщающихся трансформаторов, каждьй из которых снабжен п первичными и 1 основными вторичными обмотками, причем первичные и вторичные обмотки трансформаторов объе- динены в группы соответственно по числу фаз питающей сети и по числу

515118306

выходных фаз, образуя входные и вы- где i,j - соответственно порядковые ходные цепи соответственно, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, каждый насьпцающийся трансформатор снабжен т-1 дополнительными вторичными обмотками, каждая из которых включена в ту фазу выходной цепи, в которой основная обмотка дан- ю т

ного i-ro трансформатора отсутствует, ( - - для m нечетного ( причем число витков любой вторичнойдля m четного,

обмотки 1-го трансформатора, включенной в j-ю выходную фазу, пропор- а знак косинуса угла /3;j соответству- ционально косинусу угла р;; , равно- 15 - относительной фазировке вторичных j,Q,обмоток, включенных последовательно

и /. ,ч /. ,чв соответствующие фазы выходной ценрмера насыщающегося тран форматора и выходной фазы, причем , l: J6tn;

РО произвольный угол} к - коэффициент преобразования частоты;

(i-l)-Cf(j-l),

12 3 i. S 91

пи.

// г/ 12 а ts

0,303

соответственно порядковые

нрмера насыщающегося трансформатора и выходной фазы, причем , l: J6tn;

произвольный угол} коэффициент преобразования частоты;

пи.

// г/ 12 а ts

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устройство состоит из N насыщающихся трансформаторов, на стержнях которых размещены первичные обмотки, объединенные в группы по числу фаз питающей сети, образующие входные цепи. Основные вторичные обмотки совместно с дополнительно введенными вторичными обмотками объединены по числу выходных фаз в группы, образующие выходные цепи. Причем каждый трансформатор снабжен M-L дополнительными обмотками, где M - число выходных фаз, а L - число основных вторичных обмоток. Каждая дополнительная обмотка включена в ту фазу выходной цепи, в которой основная вторичная обмотка того же трансформатора отсутствует. Число витков любой вторичной обмотки соответствующей выходной фазы пропорционально косинусу угла β_IJ=β_O+Kφ/N(I-1)-φ(J-1), где β_о - произвольный угол

K - коэффициент преобразования

I,J - порядковые номера трансформатора и выходной фазы соответственно

φ=2φ/M - для M -нечетного и φ=φ/M для M - четного. Знак косинуса соответствует фазировке вторичных обмоток. Такое построение устройства обеспечивает возможность соединения выходных фаз как в многолучевую звезду, так и в многоугольник при любом числе фаз. 4 ил.

BblX.t

to It 12 13 14 ts

бш./1

biiiP

ВЫ}(2 I

вых. пин.

т

Фаз. if