ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1967 года по МПК H02M5/42 

,1

Известен электромагнитный статический преобразователь (авт. св. N° 163670) трехфазного тока промышленной частоты в однофазный ток регулируемой ниакой частоты, содержащий два трехфазных магнитных усилителя с выходом 1на выпрямленном токе и травсформатор 1НИЗКОЙ частоты, каждая из первичных обмоток которого питается от одного из магнитных усилителей.

В Предлагаемом преобразо1вателе в качестве Т1рансформатора низкой частоты пряменен пятистержневой тра1нсформатор с двумя группами -компенсацианных обмоток, каждая из которых состоит из Двух идентичных обмоток, расположенных ооот верствен1но на крайнем и среднем стержнях трансформатора, включенных последовательно между собой и соответствующей основной первичной обмоткой низкочастотного трансформатора, охватывающей крайний и средний стержии.

На фиг. 1 изображена (Принципиальная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - схема расположения компенсационных и основных обмоток 1на стерж1нях низкочастотного трансформатора; на фиг. 3, а и 3,6-схематичное распределение магнитных потоков в магнитопроводе Низкочастотного трансформатора.

уменьшает поразитные токи в контурах схемы и увеличивает коэффициент оолезного действия за счет компенсации наводимых э.д.с. Поочаредным подмалничиванием Мапнитных усилителей МУ и МУ-2 от специального задатчика импульсов требуемой регулируемой частоты получаем на их выходе напрял ение, близкое по форме к полуволнам синусоидального напряжения. Эти полуволны прикладываются к плечам моста, состоящим из соответствующим образом соединенных обмоток выходного формирующего трансформатора со стержнями /, II, III, IV, V (обмотки 1, 2 - ооноВНые, 3, 4, 5, 6 - компенсационные).

В один из полупериодов регулируемой выходной частоты полуволна напряжения с выхода усилителя МУ прикладывается к обмоткам /, 3, 4 трансформатора. Ток, протекающий ло последовательно соединенным обмоткам 3 и 4, создает магнитный поток, замыкающийся по стержням IV и V (фиг. 3, а - поток показан пунктиром).

Поток, создаваемый током обмотки / (сплошные линии), проходитПо ярмам травдсформатора по стержням /// и V в соответствии с закона1ми магнитных цеПей с учетом магнитных сопротивлений стержней и магнитодвижущих сил. Следующая полуволна напряжения С выхоКам 2, 5 я 6. Создаваемые лотоки показаны на фиг. 3,6. В стержнях //, 1П, IV трайсформатора протекает переменеый магнитный пото к, и-в сбмотках 7 и 8, помещенных на // и /У стержнях, индуктируется переменная э.д.с. (фиг. 3,а и 3, б). Таким образом, в каждый из полупериодов .выходной частоты поток создается в четырех стержнях: /, //, IV, V, а выходные обмотки охватывают только три из этих потоков. В первый полупериод Ю обмотка 7 охватывается потоком стержня //, а обмотка 8 потоками стерж|ней /К и V, в следующий полупериод рабочие обмотки 7 и 3 охватываются I, II, IV стержней. При paiBOHCTBe числа виткав во всех первич- 15 ных обмотках трансформатора, идентичности усло1вий работы, т. е. равенстве токов, каждые из обмоток 1 и 2 могут быть выполнены пе как охватывающие по два стержня, а как последовательное соединение одинако- 20 вых обмоток -на соответствующих стержнях, и поэтому токи в параллельных цепях будут одинаковыми. Коэффициент полезного действия преобразователя остается высоким при небольщих токах нагрузки, а при увеличении 25 тока нагрузки напряжение на выходных обмотках постепенно падает; уменьшается и к.п.д. Это происходит потому, что при увеличепии то,ка нагрузки растет ток в первичных обмотках. Теперь поток, создаваемый первич- 30 ными обмотками, находящимися на стержнях // и IV, так л-се как и в первичном трансформаторе, остается переменным по величине, а увеличение тока в этих обмотках компенсируют увеличение тока нагрузки. Поток же 35 сте|ржней / и V, на которых непосредственно не находятся вторичные обмотки, увеличится. но лишь .часть потока стержня V (в первый рабочий полупериод, фиг. 3, а) и стержня / (во второй полупериод, фиг. 3,6) протекает 40 по стержням II я IV, а часть его вытесняется из рабочих стержней и протекает по ярмам и крайним стержням / и V. Увеличивая число витков дервичных Обмоток стержней // и /7с переменным потоко-м 45 по сравнению с обмотками стержней / и V, можио сделать нагрузочную характеристику более жесткой, но с одновременным уменьшением максимального к.п.д. преобразователя из-за появления наведенной э.д.с. при нерав- 50 номерном распределении потоков по стержням в неработающих в данный полупериод выходной частоты первичных обмотках. Для компенсации наведенной э.д.с. в диагональ моста вводится добавочное сопротивле- 55 ние (показано пунктиром на фиг. 1). При одинаковом числе витков первичных обмоток на всех стержнях в неработающих в данный полупериод Выходной частоты первич5ных обмотках наводятся э.д.с., направленные навстречу друг другу. Величина наводимых э.д.с. зависит от переменных составляющих потоков в стержнях. По -крайним стержням / и У в один из лолупериодов протекает поток, создаваемый тремя первичными обмотками (например, на фиг. 3,а по стержию V протекает поток от трех обмоток) с учетом того, что половина суммарного потомка двух стержней / и // проходит через стержень V, а в следующий полупериод по нему протекает поток лишь от одной первичной обмотки, находящейся на этом стержне. Таким образом переменная соста вляющая потока в крайних стержнях состоит из потскка от двух обмоток, т. е. такого же, как и в стержнях // и IV, и поэтому э.д.с., возникающие в обмотках 5 Е 6 или 3 4 и нерабочий для них полупериод выходной частоты, равны по величине и противоположны по направле-. нию, а в обмотках / или 2 э.д.с. совсем не наводится, так как в нерабочий для каждой из них полупериод суммарный поток, который они охватывают, равен 0. По крайним стержнЯМ и ярму трансформатора протекает также постоянная составляющая потока. На стержне /// также протекает переменный магнитный поток, но поместить пагрузочную обмотку на нем нельзя, поскольку мо мент прохождения этого потока через О в нем не совпадает с моментом прохождения через О потока в стержнях // и IV, поэтому э.д.с., наведенные в обмотках, имеют разные фазы и включить их ка общую нагрузку невозможно. Изменяя магнитное сопротивление стержня III, можно добиться компенсации наведенных э.д.с. лерераспределением потоков между крайними (/ и V) стержнями и стержнем ///, а помещение нагрузочной оомотки на нем нарущает нормальный режим работы. Предмет изобретения Электромагнитный статический преобразователь по авт. св. № 163670, отличающийсп тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия преобразователя, в качестве трансформатора низкой частоты при менен пятистержневой трансформатор с дву мя группами ко.мпенсационных обмоток, каждая из которых состоит из двух идентичных обмоток, расположенных соответственно на крайнем и среднем стержнях трансформатора, включенных последовате тьно между собой и соответствующей основной первичной ОО моткой низкочастотного трансформатора, охватывающей крайний и средний стержни.