Трехфазный статический электромагнитный фазорегулятор Советский патент 1945 года по МПК H02M1/04 H01F3/10 

Предметом изобретения является трехфазный статический электромагнитный фазорегулятор, фазорегулятор выполнен в виде трехфазного трансформатора с нодмагничиванием постоянным током, он создает трехфазную систему вторичных напряжений. Фаза вторичных напряжений в фазорегуляторе может смещаться относительно первичных напряжений в широком диапазоне посредством изменения силы постоянного тока в регулирующей обмотке подмагничивания.

В предлагаемом фазорегуляторе магнитопровод выполнен в форме пространственной решетки из сердечников, расположенных в трех параллельных плоскостях и связанных между собою ярмами как в этих плоскостях, так и между ними. На магнитопроводе расположена разделенная на секции первичная трехфазная обмотка.

Расположение секций обмотки произведено так, что напряжения соседних секций, расположенных в параллельных плоскостях, отличаются по фазе на 60°, а напряжения секций, расположенных в соседних плоскостях, - на 120°. Секции вторичной обмотки соединены последовательно в каждой ллоскости и создают три соответствующие фазные Обмотки вторичных напряжений. Подмагничивающая обмотка, питаемая неизменным постоянным током каждой плоскости, расположена на всех сердечниках, кроме среднего, и насыщает их. Регулирующая обмотка, питаемая постоянным током, включена через два сухих выпрямителя, пропускающих ток при одной его полярности в одну половину секций каждой плоскости, а при другой полярности - в другую.

На фиг. 1 и 2 изображены магнитопровод и схема соединений обмоток предлагаемого трехфазного статического электромагнитного фазорегулятора с подмагничиванием постоянным током.

В состав трехфазного статического электромагнитного фазорегулятора входят следующие элементы: магнитопроводиз трансформаторной стали или магнитного сплава пермоллой, трехфазная первичная обмот№ 65464- 2 -.

ка, трехфазная вторичная обмотка, подмагничивающая обмотка постоянного тока, регулирующая обмотка постоянного тока, два сухих выпрямителя в цепи регулирующей обмотки.

МагнитопрО|Вод (см. фиг. 1) представляет собой пространственную решетку из сердечников, расположённых в трех .параллельных плоскостях А, Б, В, параллельных плоскости XOZ и связанных между собой ярмами, как в каждой плоскости А, Б, В, так и в перпендикулярных к ним плоскостях сердечников а, б, в, г, д (параллельных плоскости YOZ)...

Число сердечников в каждой плоскости А, Б, В определяется требуемым диапазоном изменения угла сдвига фазы. В дальнейшем для большей конкретности рассматривается фазорегулятор с пятью сердечниками в каждой из трех плоскостей, обеспечивающий сдвиг фазы на ±120°.

Магнитопровод может быть выполнен в форме цилиндрической решетки. В этом случае сердечники располагаются в трех плоскостях по радиусам, соединенным концентрическими стенками в каждой плоскости и ярмами, соединяющими эти стенки в плоскостях, проходящих через ось и радиусы-сердечники.

Первичная и вторичная-(см. фиг. 2) трехфазные .обмотки переменного тока 1 и 2 состоят из секций, расположенных на всех сердечниках а, б, в, г, д.

Подмапничивающая обмотка постоянного тока 3 состоит из секций, расположенных на всех сердечниках каждой плоскости А, Б, В, кроме средних сердечников в. Она питается неизменным постоянным током и создает во всех сердечниках, кроме средних сердечников в индукции, значение которых находится за сгибом кривой намагничивания магнитопровода.

Регулирующая обмотка постоянного тока У, состоит из секций, расположенных на всех сердечниках. Секции средних сердечников в-А, в - Бив - 5 соединены последовательно между собой и с двумяпараллельными ветвями, одна из которых состоит из последовательно включенных секций а-А, а-Б, а-В, б-А, б-Б, б-В левой половины фазорегулятора, а другая-из секций г--А, г - Б, г - В, д - А, д - Би д-В правой половины. В каждую ветвь включены в противоположном, направлении сухие выпрямители 5 так, что при одной полярности напряжения на зажимах регулирующей обмотки ток проходит через секции, расположенные на сердечниках а, б, в, а при другой - через секции, расположенные на сердечниках в, г, д.

Секции регулирующей обмотки имеют такие числа витков и так включены, что с увеличением регулирующего тока сначала сердечники в каждой плоскости А, Б, В насыщаются, а сердечники б (или г - при обратной полярности регулирующего тока) размагничиваются; затем насыщаются сердечники б (или г), а сердечники а (или д) размагничиваются.

Секции первичных обмоток включены в трехфазную сеть по пять секций на фазуЛ В, С последовательно таким образом, что векторы напряжений соседних секций каждой плоскости А, Б, В отличаются по фазе на 60°, а векторы напряжений соседних секций в каждом сердечнике а-д, например, между секциями а-А, а-Б и а-В отличаются по: фазе на 120°.

Секции вторичных обмоток пяти сердечников каждой параллельной плоскости А, Б, В соединены последовательно и согласно и создают соответственно три фазных обмотки вторичных напряжений.

Делением вторичных обмоток пополам можно получить шестифазную звезду вторичных напряжений.

Вторичная обмотка может быть выполнена из трех обмоток по одной на каждую фазу AZ, BZ, С, охватывающей все пять сердечников каждой плоскости А, Б п В. Аналогично обмотке постоянного тока она может быть выполнена из обмоток, охватывающих по три сердечника, в плоскостях, перпендикулярных А, Б, В и заменяющих три секции каждая.

Принцип действия предлагаемого трехфазного статического электромагнитного фазорегулятора заключается в следующем.

Регулирующая обмотка выполнена-так, что с увеличением тока от нуля область ненасыщенного состояния магнитопровода последовательно и плавно перемещается от одной трехфазной группы сердечников плоскостей Л, Б, В к другой, вправо (сердечники в, г, д) или влево (сердечники в, б, а), в зависимости от полярности регулирующего тока. Благодаря этому фаза вторичного напряжения изменяется соответственно направлению и величине тока на зажимах регулирующей обмотки.

Так как в насыщенных сердечниках магнитный поток практически не пульсирует, то в секциях первичных и вторичных обмоток этих сердечников 3. д. с. не индуктируется.

В ненасыщенных же сердечниках плоскостей А, Б, В одном или двух (в зависимости от значения регулирующего тока) пульсирует трехфазный ток.

Поэтому напряжение на зажимах каждой фазы вторичной обмотки, равное векторной сумме напряжений на секциях сердечников а-д, соответствующих плоскостей А, Б я В, имеет фазу напряжения наименее насыщенного сердечника данной плоскости, а три фазы этих обмоток дают трехфазное напряжение. Поэтому же и напряжение сети, приложенное к каждой фазе первичной обмотки, состоящей из пяти секций, уравновещивается э. д. с. только одной или двух секций ненасыщенных сердечников.

Фазорегулятор предназначен для применения во всех случаях, когда требуется управление фазой трехфазного тока, в частности, в устройствах для управления сетками ионных преобразователей тока, особенно применяемых для автоматического управления и авторегулирования, где рещающее значение имеет свойство усиления мощности.

Применение для этих целей обычных вращающихся фазорегуляторов Невозможно, а фазорегуляторы мостового типа оказываются неудовлетворительными из-за недостаточного диапазона сдвига фазы и больщой мощности управления.

Предмет изобретения

1.Трехфазный статический, электромагнитный фазорегулятор, выполненный в виде трансформатора с подмагничиванием постоянным током и создающий трехфазную систему вторичных напряжений, фаза которых относительно первичных меняется путем изменения силы тока в регулирующей обмотке подмагничивания, отличающийся тем, что магнитопровод образует пространственную решетку из сердечников, расположенных по пять штук в трех параллельных плоскостях А, Б, В и связанных между собой ярмами как в этих плоскостях, так и между ними.

2.Форма выполнения-фазорегулятора по а. 1, отличающаяся тем, что первичная трехфазная обмотка разделена на секции, распо- 3 -№ 65464

ложенные на сердечниках так, что напряжение соседних секций в плоскостях Л, Б, В отличаются по фазе на 60°, а напряжения секций в соседних плоскостях - на 120°.

3.Форма выполнения фазорегулятора по п. 2, отличающаяся тем, что секции вторичной обмотки в каждой плоскости А, Б и S.включены последовательно.

4.Форма выполнения фазорегулятора по пп. 2иЗ, отличающая С я тем, что обмотка постоянного подмагничи-вания наложена на все сердечники в плоскостях А, Б, В, кроме среднего, и насыщает их.

5.Форма выполнения фазорегулятора по пп. 2-4, отличающаяся тем, что .регулирующая обмотка на крайних парах сердечников включена на выпрямители, пропускающие ток при одной полярности через одну половину обмотки, а при другой полярности - через другую половину.

6.Видоизменение фазорегулятора по п. 3, отличающееся тем, что вторичная обмотка выполнена не из отдельных последовательно соединенных секций, а в виде одной обмотки, охватывающей все сердечники каждой плоскости Л, Б, В.

7.Видоизменение фазорегулятора по пп. 4 и 5, отличающееся тем, что обмотки постоянного тока выполнены не из секций, а в форме единых обмоток, охватывающих по три сердечника в плоскостях, перпендикулярных ПЛОСКОСТЯ.И А, Б, В.

АЛЛ-1 ЦЛМг рМАглллД ЦЛАА пЛллД

MrJ I ЧЛАп ЧАМД

N -VA /W-ЛЛА -WV-

vw -ллл- лл/-wv-wv-о