ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧИСЛА ФАЗ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫНАПРЯЖЕНИЙ Советский патент 1981 года по МПК H02M5/14 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной и измерительной технике, в цепях защиты и автоматического управления, а также в источниках питания. Известны преобразователи числа :аз, выполненные на трансформаторах 11, t2l , С31, 41 , ts и tS . Наиболее перспективный из них {bl выполнен на трехстержневом магнитопроводе, на котором расположены пятнадцать обмоток . Недостаток этого П1реобразователя числа фаз - большие весо-габаритнне показатели при малой передаваемой . мощности (порядка 1 ВА и менее) . Известен также преобразователь числа фаз, представляющий собой схемы соединения трех сопротивлений пер вой группы в звезду и трех сопротивлений второй группы в треугольник 7 Такие соединения позволяют получить шестифазную систему напряжений, несикюнетричшлх по амплитуде и фазному Недостаток преобразователя-ограниченное (не превышаквдее б) количест во фаз выходной системы напряжений. Известен также преобразователь числа фаз симметричной трехфазной системы напряжений, содержащий входные и выходные выводы, три делителя напряжения, соединенные в треугольник, вершины которого подключены к входным выводам Гв .Однако, это устройство позвсшяет получить лишь симметричную трехфазную и сиивлетричную шестифазную системы выходных напряжений. Цель изобретения - получение симметричной девятифазной системы выходных напряжений при различной величине и фазном угле симметричной нагрузки. Указанная цель достигается тем, что преобразователь числа фаз симметричной трехфазной системы напряжений, содержсиций входные и выходные выводы, три делителя напряжения, соединенные в треугольник, вершины которого подключены к входным выводам, снабжен тремя дополнительными делителями напряжения, соединенными в звезду, лучи которой подключены к входным выводам, причем каждый из делителей, включенных в треугольник, выполнен с Двумя отводами и состоит из трех сопротивлений, величины которых относятся между собой как cosf ..cosf ..cos а каждый из дели телей, включенных в звезду, выполнен с одним отводом и состоит из двух сопротивлений, величины которых относятся между собой как() : 1, при этом каждое из подключенных к входным выводам сопротивлений делителей, .соединенных в треугольник, равно по величине каждому из сопротивлений, подключенных к общей точке делителей, соединенных в звезду, а указанные отводы образуют выходные выводы. Нэ фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства на фиг, 2 топографическое изображение сопротив лений преобразователя и векторов напряжений на них, на .фиг. 3 и 4 принципиальные схеьфл определения сопротивлений короткого замыкания для различных фаз выходной системы напряжений. Преобразователь числа фаз -состоит из входных 1-3 и выходных 4-12 выводов, трех сопротивлений 13-15 первой группы, трех сопротивлений 16-18 вто рой группы и дополнительных девяти сопротивлений 19-27. Как видно из фиг.1 три сопротивления первой груп пы и шесть дополнительных сопротивлений одним концом подсоединены к входным выводам. Три остальных, дополнительные сопротивления соединен одними концами между собой в зве.зду Кгикдый из трех первых выходных выво дов подсоединен ко второму концу со противления первой группы и другому концу одного из трех дополнительных сопротивлений, а каждый из шести остальных выходных выводов подсоеди нен к второму концу одного из шести дополнительных сопротивлений и одно му из концов сопротивления второй группы. Преобразователь работает следующим образом. Входные выводы 1-3 подключены к трехфазной симметричной системе напряжений. С помощью делителей напряжения, выполненных на сопротивле ниях 13-27, на выходных выводах име ет место девятифазная система напря жений. Если между сопротивлениями существует следующая зависимость г Zib ;„(3) 49 Чт .7 7 11 а.ь 2 a ь 0.5 2 кроме того, выполняются условия 4 2.Ср9-|- 1в yj Zaz - t на выходных выводах симметричная девятифазная система напряжений наблюдается только при режимах нагрузки, близких к холостому ходу. На фиг. 2 дано топографическое изображение режима цепей преобра ователя числа фаз при холостом ходе. При симметрии треугольника напряжений 1, 2, 3, девятиугольник 4-12 также симметричный. Условия (5) и (б) получены из рассмотрения геометрических соотношений в треугольниках. РОО и РАО при условии и . Угол , а угол . При возрастании токов нагрузок преобразователя потенциалы точек Т, D и К стремятся к 0. Однако в связи с тем, что оптимальные,соотношения между 2 и одной стороны 1 и Z, с другой стороны не установлены, то при нагрузке преобразователя нарушается сикнлетрия вы содной девятиф аз ной систе1 ы. Для получения сии 1етричной выходной системы под нагрузкой определим сопротивления короткого замыкания двух характерных выходных Зс1жимов, например 12 и 4 по отношению к входным выводам 1, 2 и 3 . Эквивалентные схекы, состоящие из сопротивлений 22, 18, 27 и 13, 14, 15, 19, 20, 21, представлены на фиг. 3 и 4 соответственно. Обозначив отношения -oL .«- для сопротивлений короткого замыкания выводов 4 и 12 соответственно получим ) с..(4)-2,а з(:ь,) K.6lia)e Из (5), (6) и (8), (9) найдем, что для получения симметричной девятифазной системы напряжений под нагрузкой необходимо, чтобы между величинами сопротивлений имело место соотношение V- f9 2coS-g- : i9 - 4o° ii гз ,.. V Чб 7(11) Согласно ЦI) все дополнительные сопротивления должны быть равны межд собой. Кроме того, все сопротивления должны иметь одинаковый фазный угол. Для уменьшения массо-габаритных . показателей в.качестве сопротивлений использованы резисторы. Если по условию работы преобразователя требуется высокий коэффициент полезного действия, вместо сопротив лений желательно использовать конденсаторы. Эффективность применения устройс ва заключается в том, что оно позво ляет увеличить число фаз выходных напряжений, уменьшить массо-габарит ные показатели и снизить погрешност преобразования до 0,01+0,02%. Преобразователь числа фаз может быть использован для питания маломо ного выпрямителя с количеством фаз равным девяти. При этом.величина пульсации выпрямленного напряжения без применения специальных фильтров не превьлиает 1%. Кроме того, такой преобразователь числа фаз может быт использован в преобразовательной и измерительной технике, а также в цепях защиты и автоматического упра ления, например, стабилизаторами напряжения, преобразователям частоты и синхронными генераторс1ми. Формула изобретения Преобразователь числа фаз трехфазной системы напряжений, содержащий входные и выходные выводы, три делителя напряжения, соединенные в треугольник, вершины которого подклю чеиы к входным выводам, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью получения симметричной девятифазной системы выходных напряжений при различной величине и фазном угле симметричной нагрузки, он снабжен тремя дополнительными делителями напряжения, соединенными в звезду,, лучи которой подключены к входным выводам, причем каждый из делителей, включенных в треугольник, выполнен с двумя отводами и состоит из трех сопротивлений, величины которых относятся Между собой каюсо5 :со5 .сов Q Ло о а каждый из делителей, включенных в звезду, выполнен с одним отводом и состоит из двух сопротивлений, величины которых относятся между собой - :1, при этом каждое из подключенных к входным выводам сопротивлении делителей, соединенных в треугольник, равно по величине каждому из сопротивлений, подключенных к общей точке делителей, соединенных в звезду, а указанные Отводы образуют выходные выводит. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Шляпошников Б.М. Игнитронные выпрямители. М., Трансжелдориздат, 1947. 2.Вамдас A.M., Кулинич В.А., Шапиро С.В. Статические электромагнитные преобразователи частоты и числа фаз. М.-Л., ГЭИ, 1961. 3.Широнин Ю.Н. Некоторые свойства преобразователей числа фаз как объекта автоматического регулирования. Труды Горьковского политехнического института. Горький, 1972, 22-, .№2. 4.Музыченко А.Д., Будённый В.Ф., Долгинцев А.В. Выходное напряжение многофазного трансформатора при несимметрии и несинусоидальности питающих трехфазных напряжений. Пробe DЫ технической электродинамики. К., Иаукова думка, 1975, с. 75-77. 5.Авторское свидетельство СССР 476644, кл. Н 02 М 5/14, 1975. 6.Авторское свидетельство СССР 555523, кл. Н 02 М 5/14, 1977. 7.Бессонов Л.А. Теоретические сновы электротехники. М., Высшая кола, 1962, с. 198, 199, 238. 8.Лекоргийс Ж. Управляемые элекрические вентили и их применение. ., Энергия, 1971, с. 233-235.