ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ОДНОФАЗНОЕ Советский патент 1972 года по МПК H02M5/14 H01F30/14 

Известен преобразователь трехфазного напряжения в однофазное, выполненный на двух трансформаторах, первичные обмотки которых подключаются к питающей сети, а вторичные соединены в замкнутый контур через конденсатор, и содержащий компенсирующий конденсатор.

Известный преобразователь сложен и обладает больщой установленной мощностью.

Предлагаемый преобразователь отличается от известного тем, что первичные обмотки трансформаторов соединены последовательно, а часть витков вторичной обмотки одного из трансформаторов защунтирована компенсирующим конденсатором, параллельно которому подключается однофазная нагрузка.

Это отличие позволяет упростить преобразователь и уменьщить установленную мощность.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема преобразователя с двумя отдельными одностержневыми трансформаторами; на фиг. 2 - векторная диаграмма токов обратной последовательности; на фиг. 3 - принципиальная схема преобразователя с одним трехстержневым трансформатором.

Предлагаемый преобразователь выполнен на двух трансформаторах /, 2, первичные обмотки 3, 4 которых подключаются к питающ,ей

сети, а вторичные обмотки 5, 6 соединены в замкнутый контур через конденсатор (или батарею конденсаторов) 7, и содержит компенсирующий конденсатор (или батарею конденсаторов) 8. Причем первичные обмотки 3, 4 трансформаторов 1, 2 соединены последовательно, а часть витков вторичной обмотки 5 трансформатора У защунтирована компенсирующим конденсатором 8, параллельно которому подключается однофазная нагрузка 9. Вторичная обмотка 5 выполнена с дополнительным выводом 10 и имеет выходные зажимы // и 12.

Часть вторичной обмотки 5 между выводом 10 и выходным зажимом 12 имеет Wio i2 витков и рассчитана на номинальное напряжение нагрузки 9.

Часть вторичной обмотки 5 между выходным зажимом 11 и выводом 10 имеет количество витков, определяемое выражением:

sin ( -- -г 9 6

WiO-.l2

(1)

sin Y

где ср9 - фазовый угол нагрузки 9. форматора 2, количество витков которой равно: sln( W. Ww-12 - Батарея конденсаторов 7 включается между свободными концами вторичных обмоток 5, 6 трансформаторов 1, 2. Для обеснечения симметрирования с помощью предлагаемого преобразователя необходимо, чтобы сумма векторов тока обратной последовательности, обусловленных батареями конденсаторов 7, 8 и нагрузок 9, равнялась нулю, т.е. 0(3) Оптимальное симметрирование, соответствующее наименьщей установленной мощности элементов преобразователя имеет место при равенстве модулей токов обратной последовательности, обусловленных батареями конденсаторов IT и Is (см. фиг. 2). Поэтому сдвиг по фазе между ними должен составлять 2 (90°-фэ). Это достигается выбором числа витков вгоричных обмоток 5, 6 трансформаторов 1, 2 в соответствии с выражениями (1) и (2). При этом достигается также равенство по величине напряжений на нагрузке 9 и батарее конденсаторов 7, что важно с точки зрения максимального использования мощности конденсаторов. Так как батареи 7, 8 включены на равное по величине напряжение, то их мощности Q и Qs равны и составляют: Q,(4) где РЭ - мощность однофазной нагрузки 9. Поскольку в данной схеме используется только-емкостные симметрирующие элементы, результирующий коэффициент мощности преобразователя и нагрузки 9 очень высок, в частности для нагрузок 9 с индуктивным фазовым углом - , при оптимальном симметрировании он равен 0,9848 и носит емкостной характер. Чтобы обеспечить регулирование напряжения на нагрузке 9, первичные обмотки 3, 4 трансформаторов / и 2 выполнены с отпайками. При необходимости изменить напряжение на нагрузке 9 в предлагаемом преобразователе симметрично переключаются две отпайки. Это обстоятельство очень важно, так как больщое количество выводов у печных трансформаторов повыщает их стоимость. Выполнить такой преобразователь можно также, используя вместо двух сердечников однофазных трансформаторов один сердечник 13 трехфазного трансформатора (см. фиг. 3). В этом случае обмотки 3-6 помещаются на двух отдельных стержнях сердечника 13. Причем все вышеприведенные соотношения остаются в силе и при таком исполнении. Равновесие магнитодвижущих сил несмотря на несимметрию обмоток трансформатора не нарушается. Предлагаемый преобразователь может быть использован, например, для питания индукционных плавильных печей. Предмет изобретения Преобразователь трехфазного напряжения в однофазное, выполненный на двух трансформаторах, первичные обмотки которых подключаются к питающей сети, а вторичные соединены в замкнутый контур через конденсатор, и содержащий компенсирующий конденсатор, отличающийся тем, что, с целью упрощения и уменьшения установленной мощности, первичные обмотки трансформаторов соединены последовательно, а коммутирующий конденсатор подключен параллельно части витков вторичной обмотки одного из трансформаторов, причем к выводам этой части обмотки подключается однофазная нагрузка.

l Ij/nij

2(90°-fg-) ij„ УС

,/

-Лг .

Фиг .3