Трехфазный стабилизатор напряжения переменного тока Советский патент 1992 года по МПК G05F1/44 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации напряжения в электрических сетях переменного тока.

Известны стабилизаторы напряжения, состоящие из повышающего и понижающего трансформаторов с подмагничиванием и блока управления, в которых оба трансформатора выполнены на магнитопроводе сложной конструкции, состоящей мз двух сердечников с общим ярмом, габаритные размеры которого существенно больше обычного (неподмагничиваемого) трансформатора. Изготовление трансформатора с такой конструкцией магнитопровода связано с большими трудозатратами при изготовлении сердечников, катушек и их сборке.

В стабилизаторах, подключаемых к сетям с напряжением различных номиналов, регулируется вся проходная мощность (вольтдобавочная и мощность согласования номиналов напряжения), что обуславливает увеличение мощности, затрачиваемой на подмагничивание и приводит к увеличению размеров обмоток подмагничивакия.

Наиболее близким к предлагаемому является трехфазный стабилизированный источник переменного напряжения,

VI

4 Ю 00 О О

содержащий трехфазный согласующий трансформатор, вольтдобавочные узлы, состоящие из повышающего и понижающего трансформаторов с подмагничиванием и блока управления. Введение согласующего трансформатора позволяет уменьшить установленную мощность трехфазного оборудования.

Недостатком таких стабилизаторов является сложная конструкция магнитопрово- дов вольтдобавочных узлов, наличие двух трансформаторов с различными типоразмерами магнитопроводов. что обуславливает применение сложной схемы блока управления для обеспечения поочередного подмаг- ничивания повышающего и понижающего трансформаторов.

Цель изобретения - уменьшение габаритов стабилизатора и упрощение.

Поставленная цель достигается снабжением согласующего трехфазного трансформатора тремя повышающими обмотками и применением и вольтдобавоч- ном узле только понижающего подмагничи- ваемого трансформатора.

На фиг.1 и 2 представлены структурные электрические схемы устройства с выходным напряжением 220 и 380 В соответственно.

Устройство содержит зажимы 1-3 для подключения напряжения сети 380 В и 4-6 для подключения напряжения сети 220 В и выходные зажимы 7-9 с напряжением 220 В (фиг.1) и 380 В (фиг.2). Согласующий трансформатор 17 имеет отводы 10 и 11, подключенные к входным зажимам 1-6, конец 16 сетевой обмотки 15 каждой фазы соединен с началом 21 первичной обмотки 22 понижающего трансформатора 24. а концы 23 этих обмоток соединены по схеме Звезда. Введенная повышающая обмотка 13 концом 12 соединена с отводом 11 трансформатора 17, а началом 14 - с началом 18 вторичной обмотки 19 трансформатора 24, конец 20 этой обмотки соединен к выходным зажимам 7-9 стабилизатора. Обмотки подмагничивания 26 понижающего трансформатора 24 выводами 25, соединенными по схеме Звезда, подсоединены к выходу 31. а выводами 27 - с выходам 28-30 блока 32 управления, подсоединенного к выходным зажимам 7-9 стабилизатора.

Сердечник согласующего трехфазного трансформатора 17 имеет обычную конструкцию, состоящую из трех стержней. Сердечникподмагничпваемоготрансформатора 24 состоит из трех стержней, разделенных на два полустержня, на которые сначала наматываются полуобмотки подмагничивания, а затем на оба полустержня наматываются первичная и вторичная обмотки каждой фазы.

Устройство (фиг.1) работает следующим образом.

При подаче напряжения сети 220 В на входные зажимы 4-6 оно подводится к отводам 11 трансформатора 17 и далее к сетевой обмотке 15 и к первичной обмотке 22 понижающего трансформатора 24. С отвода 11

трансформатора 17 напряжение передается на обмотку 13 и далее на вторичную обмотку 19 понижающего трансформатора 24 и после нее на выходные зажимы 7-9.

Работа устройства может быть рассмотрена в двух крайних режимах, когда питающее напряжение находится в пределах -15% и +10% по отношению номинального значения (Уном). Так при напряжении сети 0,85 DHOM от блока 32 управления подается

максимальный ток подмагничивания в обмотки 26 и стержни трансформатора 24 насыщаются. В таком случае напряжение на его вторичных обмотках практически отсутствует из-за малой их индуктивности по

сравнению с согласующим трансформатором 17, за счет обмотки 13 минимальное напряжение сети повышается до номинального 220 В. При напряжении сети 1.1 UHOM ток подмагничивания становится близким к

нулю и стержни трансформатора размагничиваются и все избыточное напряжение сети передается на обмотки 19 трансформатора 24. которое вычитается из напряжения сети, а на выходах 7-9 остается

напряжение 220 В.

При напряжении сети 0,85 UHOM S UHOM 1.1 UHOM соотношение между интервалами трансформации понижающего трансформатора 24 и согласующего трансформатора 17

регулируется блоком 32 управления так, что на выходах 7-9 поддерживается напряжение, равное номинальному.

Работа устройства при подаче напряжения сети 380 В происходит аналогично лишь

с той разницей, что напряжение 380 В понижается до 220 В и эта величина напряжения передается на выход согласующего трансформатора 17 с тем, чтобы на выходе устройства поддерживать напряжение 220 В.

Работа устройства (фиг.2) происходит аналогично, при этом с выходных выводов 7-9 снимается напряжение 380 В.

Применение в вольтдобавочных узлах одного понижающего трансформатора с

подмагничиванием упрощает конструкцию магнитопровода за счет исключения одного сердечника из объединенной магнитной системы, уменьшает его конструктивные размеры почти-вдвое и он становится

соизмерим с сердечником согласующего трансформатора. Это создает предпосылки для применения более оптимальной конструкции стабилизатора и уменьшает габариты в 1,3-1,4 раза. Дополнительно к этому упрощается схема блока управления за счет исключения второго выхода управления. Количество электрорадиоэлементов при этом сокращается на 30-40%.

Формула изобретения Трехфазный стабилизатор напряжения переменного тока, содержащий трехфазный согласующий трансформатор, каждая сетевая обмотка которого выполнена с отводами, первый и второй из которых подключены соответственно к первому и второму входным выводам для подключения первого и второго трехфазных напряжений питающей сети различных номиналов, вольтдоба- вочный узел, выполненный на трех понижающих подмагничиваемых трансформаторах, каждый из которых включает первичную, вторичную обмотки и обмотку управления, которая подключена к

соответствующему выходу блока управления, входы которого соединены с соответствующими выходными выводами, отличающийся тем, что, с целью уменьшения

габаритов и упрощения, согласующий трехфазный трансформатор снабжен тремя повышающими обмотками, конец каждой из которых соединен с первым или вторым отводом соответствующей сетевой обмотки, а

начало - с началом вторичной обмотки соответствующего понижающего подмагничива- емого трансформатора, конец которой соединен с соответствующим выходным выводом, начала первичных обмоток понижающих подмагничиваемых трансформаторов соединены с третьими отводами соответствующих сетевых обмоток согласующего трехфазного трансформатора, в качестве которых использованы их концы, а

концы первичных обмоток понижающих подмагничиваемых трансформаторов соединены по схеме Звезда, при этом обмотки управления также соединены по схеме Звезда,

ГГ

12

13 «.

M С .5 С/5/v.1 С/ /7,

u Ь r i

I IA.-л

Использование: стабилизация напряжения в электрических сетях переменного тока для питания различной аппаратуры. Сущность изобретения: устройство содержит согласующий трансформатор, каждая сетевая обмотка которого выполнена с отводами, соединенными с источником литания, вольтодобавочный узел, выполненный на трех понижающих подмагничиваемых трансформаторах, каждый из которых включает первичную, вторичную- обмотки и обмотку управления, подключенную к блоку управления. При этом согласующий трансформатор снабжен тремя повышающими обмотками, конец каждой из которых соединен с отводом соответствующей сетевой обмотки, а начало - с началом вторичной обмотки соответствующего понижающего подмагничиваемого трансформатора, конец которой соединен с соответствующим входным выводом. Начала первичных обмоток понижающих подмагничиваемых трансформаторов соединены с третьими отводами сетевых обмоток. При этом концы первичных обмоток подмагничиваемых трансформаторов соединены по схеме Звезда, а обмотки управления также соединены по схеме Звезда. 2 ил. И