ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОДНОФАЗНОГО ТОКА ПОСТОЯННОЙ ЧАСТОТЫ В МНОГОФАЗНЫЙ ТОК РЕГУЛИРУЕМОЙЧАСТОТЫ Советский патент 1970 года по МПК H02M5/14 

Известен преобразователь однофазного тока постоянной частоты в многофазный ток регулируемОЙ частоты, содержап ий коммутатор, секции первичной обмотки и индуктивно связанные с «ими вторичные обмотки, нодсоеДиненные к входу коммутатора, выход которого подсоединен к лшогофазной нагрузке. Однако такой преобразователь сложен и ненадежен в работе.

Предложенный преобразователь отличается от известного тем, что он снабжен фазосдвигающим блоком и двумя магнитопроводами, на каждом из которых расположены вторичные обмотки и секция первичной обмотки, причем секции первичной обмотки соединены параллельно через фазосдвигающий блок и подключены к однофазной сети.

Такое выполнение преобразователя позволяет упростить его конструкцию и повысить надежность.

На фиг. 1 дана принципиальная схема описываемого преобразователя; на фиг. 2 - векторная диаграмма получения двухфазного первичного напряжения; на фиг. 3 - векторная диаграмма получения многофазного вторичного напряжения.

которого подключен к многофазной нагрузке 14. Кроме того, преобразователь снабжен фазосдвитающим блоком 15 и двумя магнитопроводами 16 и 17, на которых расположены вторичные обмотки и секции первичной обмотки. Секции первичной обмотки соединены параллельно через фазосдвигающий блок и подключены к однофазной сети.

Коммутатор 1 состоит из неподвижного коллектора 18, подвижных щеток 19, вращающихся колец 20, неподвижных щеток 21 и серводвигателя постоянного тока 22.

К соседним коллекторным пластинаА коллектора 18 подсоединяют последовательно включенные по одной вторичной обмотке 4- 13 магнитоироводов 16 и 17. Число витков и способ последовательного включения этих обмоток подбирают так, чтобы э.д.с. между соседними пластинами коллектора образовали правильную симметричную /-фазную систему, где / - число коллекторных пластин, которое выбирается в зависимости от допустимого напряжения между соседними коллекторными пластинами, а также в зависимости от величины выходного напряжения U. Кроме того, увеличивая до определенной величины число пластин I, т. е. число фаз системы э.д.с., поступающей на вход коммутатора, можно существенно улучшить коммутацию и форму выходного напряжения преобразователя. Еели же в преобразователе вместо коллекторного коммутатора .используется бесконтактный тиристорный коммутатор с коммутацией питающей сети, то увеличение числа фаз / значительно расширяет диапазон и плавность изменения ВЫХОДНОЙ частоты.

Улучшению коммутационных процессов на коммутаторе способствует в значительной мере и небольшая величина индуктивностей рассеивания переключаемых коммутатором вторичных обмоток преобразователя.

Таким образом, на коллекторе 18 имеется потевдиальная волна, вращаюш.аяся с постоянной скоростью, пропорциональной постоянной первичной частоте fi. Если при помощи сер1водвигателя 22 вращается т подвижных щеток 19 с переменной скоростью Псд, то на неподвижных щетках 21 получится /п-фазная система тока переменной частоты fz, определяемой по формуле

И,

ТГ ±

,р

60

где р - число полюсов потенциальной волны

коллектор1а,

«сд - скорость вращения серводвигателя, выраженная в об/мин.

Знак «плюс относится к случаю, когда щетки 19 вращаются в направлении, противополюсном направлению вращения потенциальной волны коллектора, а знак «минус - к случаю согласного вращения щеток 19 и потенциальной волны коллектора.

Скорость серводвигателя 22 регулируется в функции заданного параметра (например, в функции нагрузки 14 асинхронных двигателей или таким образом, чтобы получить определенную механическую характеристику двигателя).

Реактивное сопротивление блока 15 включаемое последовательно с секцией 3 первичной обмотки, служит для сдвига фаз между напряжением f/з этой обмотки и напряжением сети t/c (фиг. 2). Чтобы удержать этот сдвиг фаз постоянным при изменении нагрузки 14, необходимо соответственно изменить величину Сопротивления блока 15. Сопротивление должно иметь емкостный характер и поэтому улучшать коэффициент мощности сети.

Изменение этого сопротивления производится автоматически при помощи известных схем, осуществляющих изменение индуктивности дросселя насыщения 23. Если величина емкости 24 недостаточн:а, включается следующая ступень - емкость 25, а в случае необходимости - емкость 26. Такая разбивка емкости на несколько ступеней дает возможность уменьшить в несколько раз размеры дросселя 23.

Поддержание постоянства сдвига фаз осуществляется сравнительно легко, если преобразов атель питает частично регулируемые асинхронные двигатели, работающие в режиме постоянства мощности.

Необходимое регулирование выходного напряжения в связи с изменением частоты может осуществляться ступенчато одновременным изменением числа витков первичных обмоток преобразователя и плавно внутри каждой ступени при помощи общего дросселя насыщения 27.

Предлагаемый преобразователь эффективно может быть использован для питания частотнорегулируемых тяговых короткозамкнутых асинхронных двигателей электровоза, электрическая энергия к которому подводится при помощи однофазной линии передачи с частотой 50 гц. В этом случае известные схемы привода электровоза предусматривают установку трансформатора или автотрансформатора. В данном случае на электровозе требуется дополнительная установка коллектора с устройством для вращения щеток, а

нескольких групп конденсаторов, которые работают на высоком напряжении около 20 кв И, кроме того, улучшают коэффициент мощности сети. Применение на электровозах описываемого преобразователя дает возможность упразднить целый ряд громоздких и сложных машин и аппаратов, как-то преобразователя фаз и преобразователя частоты.

П р. е д м е т изобретения

Преобразователь однофазного тока постоянной частоты в многофазный ток регулируемой частоты, содержащий коммутатор, секции первичной обмотки и индуктивно связанные с ними вторичные обмотки, подсоединенные к входу коммутатора, выход которого подсоединен к многофазной нагрузке, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, он снабжен фазосдвигающим блоком и двумя магнитопроводами, на каждом из которых расположены вторичные обмогки и секция первичной обмотки, причем секции первичной обмотки соединены параллельно через фазосдвигающий блок и подключены к однофазной сети. L/s Цз(о Ujfpem,