Трехфазный преобразователь числа фаз Советский патент 1977 года по МПК H02M5/14 

(54) ТРЕХФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧИСЛА ФАЗ

1

Изобретение относится к трехфазным электромагнитным статическим преобразователям числа фаз и может быть использовано в качестве преобразователя числа фаз магнитно-тиристорных умножителей частоты с непосредственной связью, а также пля питания мощных выпрямительных уст- ;:;. : ТВ.

згзестен трехфазный преобразователь числа фаз, состоящий из трехстержневого магнитопровода, на каждом стержне которого размещены основные, подключенные к входным зажимам, и дополнительные обмотки 1 ,

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что основные обмотки имеют отпайки, а кажцая из дополнительных включена между соответствующей отпайкой основной обмотки смежной фазы и выходным зажимом.

Это позволяет снизить расход активных материалов и уменьшить габариты и потери преобразователя.

Кроме того, для получения восьмнфаз- ной системы напряжений на двух стержнях

магнитопровода размещено но шесть.. - са третьем - пять обмоток, причем Г(ейять из них соединены треугольником, образуя входную цепь, а остальные являютп.-г -топол к;-гтельньгми,

Лтя по:п-чения девятифазной г:,:-, -мы тапряжений на кажцок стержне ЛсТ. -;iior ;;:c вода размещено по пять обмот -.-:;чем девять из них соединены после.г,г/т ;;ы1О,образуя входную цепь,

Для получения двенаццатифазной системы напряжений на каждом стержне магнитопровода размещено по пять обмоток, две КЗ KOTODrfx соеачнены последовательно, прием образованшле пары соединены в звезду и подклю 1ены к входным зажимам.

На фиг. .1 изображена векторная диаграмма напрячкений преобразователя трехфазного напряжения в девятифазное; на фиг. 2 - схема соединений обмоток этого преобразо.Бателя; на фиг. 3 - векторная диаграмма напряжений преобразователя трехфазного.; напряжения в двенадцатифазное; на ф-.т-, 4 .схема соединения ...омоток этого преобразователя; на фиг. 3 - векторная диаграмма напряжений преобразователя трехфазного напряжения в восьмифазное; на фиг, 6 схеMia соедивения обмоток этого преобразователя. Устройство содержит выходные зажимы . Входные фазные цепи образованы согласным соединением обмоток 1О, 11 и 12, ра положенных на одном стержне, 13j 14 и 1 на другом И16, 17 и 18 - на третьем. Конец обмотки 12 соединен с началом обмотки 13, конец обмотки 15 - с началом обмотки 16, конец обмотки 18 - с началом обмотки Ю, К началам обмоток 10, 13 к 16 подведена входная система напряжений. Выходные фазы 1, 4 и 7 соответствуют БхоякыА€ фазам. Фаза 2 образуется соединением| конца обмотки 10 с концом обмотки 19, фаза 3 соединением начала обмотки 12 с началом обмотки 2О, фаза 5 - соединением кон ца обмотки 13 с концом обмотки 21, фаза 6 - соединекием начала обмотки 15 с началом обмотки 22, фаза -соединением концч обмотки 16 с концом обмотки 23, фаза 9 - соединением начала обмотки 18 с началом обмотки 24. Преобразователь может быть выполнен как с групповым, так и с трехстержневым магнитопроводом. На каждом стер}кне (сердечи етсе); магнитопровода размещено по пить обмоток. Соотноше шя между ч.ислами витков этих обмотокследующие; Чо-%-W rWao W a Wi : W,,; №„-Wg W. W,: - 0,28: 0.52: 1,18: О,52 0,28: 0,28; 0,52: 1,18; О,52: 0,28:0,2 0,52; 1,18: 0,52: 0,28. Расчетная мощность, одного определяется по формуле .5,„,С1,5(и,„-1,„-еи,/ Г„+и„-1.,-И7, Л., . 23 гз) () 10 ii ii ч г где и,„, Uj и,., U,,j, и, - действующие чгч Si 23 3.- Cfc. (.у значения напряжений на концах соответству щих обмоток, выраженные в долях от фазного, выходного напряжения 11 10 . Iaa 23 - действующие значения тбков в соответствующих обмот ках, выраженные через фазные выходной ток 1ф, . Из векторной диаграммы напряжений (см. фиг. 1) имеют: ,2-о,, и„-0 я-0 52ин Ч,;Д,8и. Комплексные выражения токов 1,, J определяются из уравнения баланса намагничиванмцих сил (3) , а комплексы токов 5 3 1р - известны.и равны: 1,, 0,a8;i,5+lft8i,/0,a8i,.,tO,52ig3-0,52fg2 0. (3) и 1,а через 1, и решив , Выразив I.j уравнение (3) отн1х;итвльйо тока, получают: 1, i.r0.29i, i,,i,i2i e-f° Подставив результаты выражений (2) и (4) в выражение (1) , получают автА иф 1( 1,2 2+Мб0,,52-1-2 --0,, Учитывая, что ., имекхг5„в 0,ИЙн, где Sy - номинальная выходная мощность преобразователя. Определенная по приве-. денной методике расчетная мощность одно го стержня известного устройства рав на 0,234б„. На (фиг. 4) обозначены 2S - 37 выходные зажимы. Входные фазные цепи образованы согласным соединением обмоток 38 и 39, расположенных на одном стержне, обмоток,4О а 41 - на другом, обмоток 42 к 43 - на третьем. Для получения соединения звездой концы обмоток 38, 40 и 42 объединяются. К началам обмоток 39, 41 и 43 в точках 44, 45 и 46 подведена входная система напряжений.Выходные фазы 26, 30 и 34соответствуют входным фазам. . Фаза 27 образуется соединением начала обмотки 39 с кондом обмотки 47, фаза 28соединением начала обмотки 38 с концом обмотки 48, фаза 29 - соединением начала обмотки 41с концом обмртки 49, фаза 31соединекием начала обмотки 41 с концом , обмотки оО, фаза 32 - соединением начала обмотки 40 с концом обмотки 51, фаза 33 соединением начала обмотки 43 с концом обмотки 52, фаза 35 - соединением нача-.ла обмотки 43 с.концом обмотки фаза 36 соединением начала обмотки 42 с концом обмотки 54, фаза 37 - соеди- HeiffleM начала обмотки 39 с концом обмртки 55,, , ; Соотношения между числами витков этих обмоток следукзщйё; %-°%.4o--W4rW, W,,:,: ,g:W3g. % ЧЛЧ5 и: 0.155: 0,578: 1: 1: :0,155; O,578t 0,578: 1: 1: O,155: 0,5t8: :O,57a: 1: O,578. Расчетная мощность одного стержня определяется по формуле 5..,0.5(иэв1э8 из9Ь9 и« ixg -и 53 53 U5«i5u) (5 38 39 53 и 54 - действующи значения напряжений на концах соответств щих обмоток, выраженные в долях от фаз- HCJTo выходного напряжения - ., - действующие значения токов в соответствующих обмотках,, выраженные через фазный выходной ток1ф . Из векторной диаграммы напряжений имеют U3g-0,, ,57eU. Комплексные выражения токов I. Z& 39 баланса намаг определяются из уравнения ничивающих сил ГэЗ-Ь1зд 0,1554123-0,57041.0,57841..0, ( где э& комплексные значени соответствующих фазных токов , + гг ЧгПодставив выражение (6) и (8) в выра жение (5), получают о,,где i) - номинальная выходная мощ- ность преобразователя. Проведенный анализ различных методов формирования симметричной двенадцатифазной системы напряжений позволяет заключить , что предлагаемая схема имеет .лни мальное значение расчетной мощности. На фиг. 6 позициями 55 - 62 обозначены выходные зажимы. Входные фазные цепи образованы соглас ным соединением обмоток 63, 64 и 65, размещенных на одном стержне , обмоток 66, 67 и 68 - на другом и обмоток 69, 7О И 71 - на третьем. Конец обмотки 65 соединен с началом обмотки 66, конец обмотки 68 с началом обмотки 69, конец обмотки 71 - с началом обмотки 63. К точкам 72, 73 и 74 подведена входная система напряжений. Фаза 55 образуется соединением начала обмотки 71 с началом обмотки 75, фаза 56 - соединением конца обмотки 63 с кон цом обмотки 76, фаза 57 - соединением начала обмотки 65 с началом обмотки 77, фаза 58 - соединением начала обмотки 66 с началом обмотки 78, фаза 59 - соединением конца обмотки 66 с концом обмотки 79, фаза 60 - соединением начала обмотки 68 с началом обмотки 80, фаза 61 соединением начала обмотки 69 с концом обмотки 81, фаза 62 - соединением конца обмотки 69 с концом обмотки 82,. Соотношение между числами витков об моток следующие: W..: W. W,.: W 64- Г7.w,-:w- Й°; оГо оГзЧаГй: : 0,58: 0,44 0,12: 0,24: 0,50: 1.25: 0,50: 0,24: 0,12: О,44: 0,58: Г,19: :О,34,0,09. Расчетная мощность стержня с обмотк ми 63, 64, 65, 80, 81 и 82 определяется по формуле .5fei;j U Ia4 U65ie..l8/U8zl82H9), ие 6Ъ 64 б5 во 8i еГ действующие значения напряжений на соответствующих обмотках, выраженные Р долях от фазного .ного напряженияИф; , 4з б4Тб5. во 81Г8а - действующие значения токов в соответствующих обмотках, выраженные через фазный выходной токГф. Действующие значения напряжений на соответствуклцих обмотках определяются из векторной диаграммы (см.фиг. 5). Действующие значения токов в соответ ствующих обмотках определяются из уравнения баланса намагничивающих сил для динного стержня. Определив действующие значения токов и напряжений и подставив их в выражение (9), получают ,J355H, де i3 номинальная выходная мощность преобразователя. Расчетная мощность стержня с обмотами 69, 70, 71, 77, 78 и 79 равна ,вт 0;07Г0н. Проведенный анализ paзличныk методов формирования симметричной восьмифазной системы напряжений позволил заключить, что предлагаемая схема имеет минимальное значение расчетной мощности. Формула изобретения 1. Трехфазный преобразователь числа фаз, состоящий из трехстержневого магнитопровода, на каждом стержне которого размещены основные, подключенные к входным зажимам, и дополнительиые обмоки, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода активных материалов, уменьшения габаритов и потерь, основные.

обмотки имеют отпайки, а каждая из дополнительных включена между соответствующей отпайкой основной обмотки смежной фазы и выходным закимом.

на двух стержнях магнитопровода размещено по шесть , а на третьем - пять обмоток, причем девять из них соединены треугольНИКОМ, образуя входную цепь, а остальные являются дополнительными.

по пять обмоток, причем девять из них соединены последовательно, образуя входную цепь.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

7

21

2Ъ

31

.З

60

76

56

63

81

61 SO 62 56 SS 59 58 SI 0VIZ.6