RU2591040C1 - Device for uniform distribution of single-phase load by phases of three-phase network - Google Patents
Device for uniform distribution of single-phase load by phases of three-phase network Download PDFInfo
- Publication number
- RU2591040C1 RU2591040C1 RU2015119728/07A RU2015119728A RU2591040C1 RU 2591040 C1 RU2591040 C1 RU 2591040C1 RU 2015119728/07 A RU2015119728/07 A RU 2015119728/07A RU 2015119728 A RU2015119728 A RU 2015119728A RU 2591040 C1 RU2591040 C1 RU 2591040C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- windings
- phases
- transformer
- primary
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/50—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к схемам распределительных сетей переменного тока, а именно к устройствам для устранения или уменьшения асимметрии в многофазных сетях, и может быть использовано для питания однофазных потребителей бытового и промышленного назначения от трехфазной сети.The invention relates to circuits of AC distribution networks, and in particular to devices for eliminating or reducing asymmetry in multiphase networks, and can be used to power single-phase household and industrial consumers from a three-phase network.
Известно устройство для симметричного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети, представляющее из себя трехфазный разделительный одно- или многообмоточный (во вторичной цепи) трансформатор потребителя, где каждая из вторичных обмоток имеет независимые от основной обмотки дополнительные витки, предназначенные для компенсации падения напряжения на линии, а каждый из потребителей многообмоточного разделительного трансформатора запитан от своей или от общей (для однообмоточного трехфазного трансформатора) вторичной обмотки, в которой линия каждого потребителя запитана от трех фазных катушек трансформатора, соединенных последовательно, любые две из которых включены согласованно, а третья - встречно (см. RU 2506676 C1, кл. H02J 3/00).A device is known for symmetric distribution of a single-phase load across the phases of a three-phase network, which is a three-phase isolation single or multi-winding (in the secondary circuit) consumer transformer, where each of the secondary windings has additional turns independent of the main winding, designed to compensate for the voltage drop on the line, and each of the consumers of a multi-winding isolation transformer is powered from its own or from a common (for a single-winding three-phase transformer) secondary windings, in which the line of each consumer is powered from three phase transformer coils connected in series, any two of which are connected in concert, and the third is on the contrary (see RU 2506676 C1,
Известное устройство обеспечивает одинаковые токи по фазам только при четырехпроводной схеме включения (три фазы и нейтральный провод), при этом через нейтральный провод протекает ток, равный току нагрузки, что приводит к нарушению равенства фазных напряжений. Кроме того, недостатком такого устройства является излишнее количество первичных и вторичных обмоток трансформатора, что приводит к дополнительному расходу обмоточного провода и стали магнитопровода.The known device provides the same phase currents only with a four-wire switching circuit (three phases and a neutral wire), while a current equal to the load current flows through the neutral wire, which leads to a violation of the equality of phase voltages. In addition, the disadvantage of this device is the excessive number of primary and secondary windings of the transformer, which leads to additional consumption of winding wire and steel magnetic circuit.
Наиболее близким по технической сущности - прототипом является симметрирующий трехфазно-однофазный трансформатор переменного напряжения, содержащий входные и выходные зажимы, к которым подключен трансформатор, имеющий первичные обмотки во всех трех фазах и две вторичные обмотки в фазах A и C, при этом первичные обмотки соединены в «зигзаг», причем соединены обмотки фаз A и B, В и C, C и A, а вторичные обмотки в фазах A и C включены встречно и соединены с выходными зажимами (см. RU 2321133 C1, кл. H02J 3/26).The closest in technical essence - the prototype is a balancing three-phase single-phase AC transformer containing input and output terminals, to which a transformer is connected having primary windings in all three phases and two secondary windings in phases A and C, while the primary windings are connected in "Zigzag", and the windings of phases A and B, B and C, C and A are connected, and the secondary windings in phases A and C are turned on and connected to the output terminals (see RU 2321133 C1,
Недостатком известного трансформатора является повышенная материалоемкость, обусловленная требованиями большого количества провода для намотки обмоток (что является особенностью соединения обмоток в «зигзаг»), а также избыточным количеством самих первичных обмоток, что помимо дополнительного расхода обмоточного провода влечет и дополнительный расход стали магнитопровода, что в свою очередь приводит к увеличению массогабаритных параметров известного трансформатора. Кроме того, конструкция трансформатора получается избыточно сложной, а КПД недостаточным.A disadvantage of the known transformer is the increased material consumption due to the requirements of a large number of wires for winding the windings (which is a feature of connecting the windings in a “zigzag”), as well as an excess of the primary windings themselves, which, in addition to the additional consumption of the winding wire, also entails the additional consumption of steel magnetic core, which in turn, leads to an increase in the overall dimensions of the known transformer. In addition, the design of the transformer is excessively complex, and the efficiency is insufficient.
Техническим результатом является снижение материалоемкости и массогабаритных параметров устройства, упрощение конструкции, повышение технологичности изготовления и увеличение КПД.The technical result is to reduce the material consumption and overall dimensions of the device, simplify the design, increase manufacturability and increase efficiency.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для равномерного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети, содержащем первичные трансформаторные обмотки и соединенные встречно вторичные трансформаторные обмотки, количество первичных обмоток всего две, первичные обмотки соединены последовательно согласованно и подключены к фазным входам устройства так, что точка соединения первичных обмоток соединена со входом одной из трех фаз, а другие концы первичных обмоток соединены с соответствующими входами двух других фаз, количество вторичных обмоток также всего две, вторичные обмотки соединены последовательно встречно и концы их последовательного соединения подключены к выходам устройства.The specified technical result is achieved in that in a device for evenly distributing a single-phase load across the phases of a three-phase network, containing primary transformer windings and counter-secondary transformer windings connected, the number of primary windings is only two, the primary windings are connected in series and connected to the phase inputs of the device so that the connection point of the primary windings is connected to the input of one of the three phases, and the other ends of the primary windings are connected to the corresponding input by two other phases, the number of secondary windings is also only two, the secondary windings are connected in series with each other and the ends of their serial connection are connected to the outputs of the device.
Кроме того, устройство выполнено в виде единого трансформатора или в виде двух идентичных однофазных трансформаторов, каждый из которых имеет одну первичную и одну вторичную обмотки.In addition, the device is made in the form of a single transformer or in the form of two identical single-phase transformers, each of which has one primary and one secondary winding.
Устройство для равномерного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети поясняется с помощью чертежей, где на Фиг.1 показана схема устройства, выполненная на основе одного трансформатора, на Фиг. 2 - схема устройства, выполненная на основе двух трансформаторов.A device for evenly distributing a single-phase load across the phases of a three-phase network is illustrated using the drawings, in which Fig. 1 shows a diagram of a device made on the basis of a single transformer, in Fig. 2 is a diagram of a device based on two transformers.
На чертежах сделаны следующие обозначения.The following notation is made in the drawings.
1 и 2 - первичные обмотки, 3 и 4 - вторичные обмотки, 5 - зажимы на фазных входах устройства, 6 - зажимы на выходах устройства, 7 - трансформатор (для случая однотрансформаторной схемы), 8 и 9 - трансформаторы (для случая двухтрансформаторной схемы).1 and 2 - primary windings, 3 and 4 - secondary windings, 5 - clamps on the phase inputs of the device, 6 - clamps on the outputs of the device, 7 - transformer (for the case of a single-transformer circuit), 8 and 9 - transformers (for the case of a two-transformer circuit) .
Трансформатор 7 выполнен на трехстержневом магнитопроводе и содержит две 1 и 2 первичные обмотки и две 3 и 4 вторичные обмотки, намотанные на двух крайних стержнях магнитопровода. Первичные обмотки соединены последовательно согласованно, так, что конец обмотки 1 соединен с началом обмотки 2, при этом точка соединения обмоток является одним из трех фазных входов устройства и соединена с соответствующим зажимом 5 фазы B1 питающей сети. Начало обмотки 1 является другим фазным входом и соединено с соответствующим зажимом 5 фазы A1, а конец обмотки 2 является третьим фазным входом и соединен с соответствующим зажимом 5 фазы C1. Зажимы 5 соединены с соответствующими фазными входами устройства и предназначены для подключения к трехфазной питающей сети.The
Начала вторичных обмоток 3 и 4 соединены между собой, а концы этого последовательного соединения вторичных обмоток являются выходами A2 и C2 устройства и соединены с соответствующими зажимами 6, предназначенными для подключения однофазного потребителя. Таким образом, вторичные обмотки включены последовательно встречно.The beginnings of the
Устройство для равномерного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети может быть выполнено как на основе единого трансформатора 7 (Фиг. 1), так и на основе двух идентичных однофазных трансформаторов 8 и 9 (Фиг. 2), каждый из которых имеет одну первичную и одну вторичную обмотки, при этом порядок соединения обмоток такой же, как и для однотрансформаторной схемы.A device for uniform distribution of a single-phase load across the phases of a three-phase network can be performed both on the basis of a single transformer 7 (Fig. 1), and on the basis of two identical single-phase transformers 8 and 9 (Fig. 2), each of which has one primary and one secondary windings, while the connection order of the windings is the same as for a single-transformer circuit.
Устройство для равномерного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети работает следующим образом. При подаче на фазные входы напряжения от фаз A1, B1, C1 питающей сети и подключенном к выходам A2 и С2 потребителе (нагрузке) в обмотках трансформатора 7 протекают токи. При этом токи фаз A1 и C1 равны между собой по величине (поскольку через вторичные обмотки 3 и 4 протекает один и тот же ток - ток нагрузки), а ток фазы B1 имеет вдвое большую величину, поскольку к этой фазе подключены выводы двух первичных обмоток трансформатора. Таким образом, потребление мощности по фазе B1 составляет 50% от общего потребления мощности, а потребление по фазам A1 и C1 составляет по 25% от общего потребления.A device for uniform distribution of a single-phase load across the phases of a three-phase network operates as follows. When applying voltage to the phase inputs from phases A1, B1, C1 of the supply network and the consumer (load) connected to the outputs A2 and C2, currents flow in the windings of the
Такое же распределение мощностей по фазам (25%-50%-25%) имеет и прототип. Однако известный трансформатор является трехфазным и должен быть изготовлен с использованием значительно большего количества трансформаторной стали и обмоточного провода. Так, соединение обмоток в «зигзаг», используемое в прототипе, требует намотки в 2/√3 ≈1,16 раза большего числа витков, чем это требуется для изготовления устройства для равномерного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети.The same distribution of power in phases (25% -50% -25%) has a prototype. However, the known transformer is three-phase and must be manufactured using significantly more transformer steel and a winding wire. So, the connection of the windings in the "zigzag" used in the prototype requires winding 2 / √3 ≈1.16 times the number of turns than is required for the manufacture of a device for uniform distribution of a single-phase load across the phases of a three-phase network.
Более того, вместо трех групп обмоток в устройстве для равномерного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети используются всего две обмотки, общее число витков которых (при прочих равных условиях) оказывается в 1,5·1,16=1,74 раза меньшим.Moreover, instead of three groups of windings in the device, for the uniform distribution of a single-phase load across the phases of a three-phase network, only two windings are used, the total number of turns of which (ceteris paribus) is 1.5 · 1.16 = 1.74 times smaller.
Масса требуемой стали в магнитопроводе в устройстве для равномерного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети также становится в 1,2…1,3 раза меньше, чем в прототипе.The mass of the required steel in the magnetic circuit in the device for uniform distribution of a single-phase load over the phases of a three-phase network also becomes 1.2 ... 1.3 times less than in the prototype.
Уменьшение количества обмоток обеспечивает упрощение конструкции и повышает технологичность изготовления устройства, требующего меньшей намотки, с одновременным снижением массогабаритных параметров устройства. Уменьшение количества витков обмоток также влечет снижение материалоемкости и, в итоге, снижение массы устройства.A decrease in the number of windings provides a simplification of the design and increases the manufacturability of a device requiring less winding, while reducing the overall dimensions of the device. A decrease in the number of turns of the windings also entails a decrease in material consumption and, as a result, a decrease in the mass of the device.
Устройство для равномерного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети может быть выполнено в виде двух однофазных трансформаторов, один из которых содержит обмотки 1 и 3, а другой - обмотки 2 и 4.A device for uniform distribution of a single-phase load across the phases of a three-phase network can be made in the form of two single-phase transformers, one of which contains
Выполнение устройства для равномерного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети на основе двух однофазных трансформаторах обеспечивает еще большее снижение массы устройства за счет снижения массы магнитопровода.The implementation of the device for the uniform distribution of a single-phase load on the phases of a three-phase network based on two single-phase transformers provides an even greater reduction in the mass of the device by reducing the mass of the magnetic circuit.
Технико-экономическая эффективность устройства для равномерного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети в сравнении с прототипом состоит в существенной экономии материалов, снижении массогабаритных показателей трансформатора, а также в повышении КПД устройства в целом. При этом повышение КПД устройства обеспечивается благодаря меньшему требуемому числу витков, что приводит к снижению потерь в обмотках, а также благодаря уменьшению массы магнитопровода, что позволяет снизить потери в трансформаторной стали.The technical and economic efficiency of the device for the uniform distribution of a single-phase load across the phases of a three-phase network in comparison with the prototype consists in a significant saving of materials, a decrease in the overall dimensions of the transformer, and also in increasing the efficiency of the device as a whole. At the same time, an increase in the efficiency of the device is provided due to the smaller required number of turns, which leads to a decrease in losses in the windings, and also due to a decrease in the mass of the magnetic circuit, which allows to reduce losses in transformer steel.
Устройство для равномерного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети может быть изготовлено с использованием стандартного трансформаторного железа и обмоточной проволоки.A device for evenly distributing a single-phase load across the phases of a three-phase network can be manufactured using standard transformer iron and a winding wire.
Таким образом, устройство для равномерного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети обладает более низкими материалоемкостью, массой и габаритами, имеет более простую конструкцию, более технологично и обладает более высоким КПД.Thus, a device for evenly distributing a single-phase load across the phases of a three-phase network has lower material consumption, mass and dimensions, has a simpler design, is more technologically advanced and has a higher efficiency.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015119728/07A RU2591040C1 (en) | 2015-05-26 | 2015-05-26 | Device for uniform distribution of single-phase load by phases of three-phase network |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015119728/07A RU2591040C1 (en) | 2015-05-26 | 2015-05-26 | Device for uniform distribution of single-phase load by phases of three-phase network |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2591040C1 true RU2591040C1 (en) | 2016-07-10 |
Family
ID=56372265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015119728/07A RU2591040C1 (en) | 2015-05-26 | 2015-05-26 | Device for uniform distribution of single-phase load by phases of three-phase network |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2591040C1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2640571C1 (en) * | 2016-10-14 | 2018-01-10 | Андрей Николаевич Евсеев | Three-phase-single-phase transformer of evseev |
RU2656612C1 (en) * | 2017-06-20 | 2018-06-06 | Андрей Николаевич Евсеев | Three-phase and single-phase transformer |
RU2668086C2 (en) * | 2017-02-27 | 2018-09-26 | Валерий Дмитриевич Василенко | Three-phase single-phase transformer |
RU2674753C2 (en) * | 2016-11-17 | 2018-12-13 | Валерий Дмитриевич Василенко | Single-phase load on three-phase network phases uniform distribution device |
RU2679595C1 (en) * | 2018-07-27 | 2019-02-12 | Андрей Николаевич Евсеев | Single-phase load by the three-phase network phases uniform distribution device |
RU2683246C1 (en) * | 2018-07-27 | 2019-03-27 | Андрей Николаевич Евсеев | Single-phase load by the three-phase network phases uniform distribution device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3927437A1 (en) * | 1989-08-17 | 1991-04-11 | Licentia Gmbh | Polyphase AC network symmetrisation with undelayed load control - involves predictive power factor correction by adjustable inductance and capacitances at each onset of load current |
RU2200364C2 (en) * | 1996-12-09 | 2003-03-10 | Тарджет-Хай-Тек Электроникс Лтд. | Device for uniform distribution of electric load among phases in n-phase power distribution network |
RU2321133C1 (en) * | 2006-06-16 | 2008-03-27 | ООО "Компания Интер Электро" | Balancing three-phased to one-phased voltage transformer |
RU2506676C2 (en) * | 2012-04-17 | 2014-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Ярославская государственная сельскохозяйственная академия | Device for symmetrical distribution of single-phase load between phases of three-phase network |
-
2015
- 2015-05-26 RU RU2015119728/07A patent/RU2591040C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3927437A1 (en) * | 1989-08-17 | 1991-04-11 | Licentia Gmbh | Polyphase AC network symmetrisation with undelayed load control - involves predictive power factor correction by adjustable inductance and capacitances at each onset of load current |
RU2200364C2 (en) * | 1996-12-09 | 2003-03-10 | Тарджет-Хай-Тек Электроникс Лтд. | Device for uniform distribution of electric load among phases in n-phase power distribution network |
RU2321133C1 (en) * | 2006-06-16 | 2008-03-27 | ООО "Компания Интер Электро" | Balancing three-phased to one-phased voltage transformer |
RU2506676C2 (en) * | 2012-04-17 | 2014-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Ярославская государственная сельскохозяйственная академия | Device for symmetrical distribution of single-phase load between phases of three-phase network |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2640571C1 (en) * | 2016-10-14 | 2018-01-10 | Андрей Николаевич Евсеев | Three-phase-single-phase transformer of evseev |
RU2674753C2 (en) * | 2016-11-17 | 2018-12-13 | Валерий Дмитриевич Василенко | Single-phase load on three-phase network phases uniform distribution device |
RU2668086C2 (en) * | 2017-02-27 | 2018-09-26 | Валерий Дмитриевич Василенко | Three-phase single-phase transformer |
RU2656612C1 (en) * | 2017-06-20 | 2018-06-06 | Андрей Николаевич Евсеев | Three-phase and single-phase transformer |
RU2679595C1 (en) * | 2018-07-27 | 2019-02-12 | Андрей Николаевич Евсеев | Single-phase load by the three-phase network phases uniform distribution device |
RU2683246C1 (en) * | 2018-07-27 | 2019-03-27 | Андрей Николаевич Евсеев | Single-phase load by the three-phase network phases uniform distribution device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2591040C1 (en) | Device for uniform distribution of single-phase load by phases of three-phase network | |
US7049921B2 (en) | Auto-transformer for use with multiple pulse rectifiers | |
RU2506676C2 (en) | Device for symmetrical distribution of single-phase load between phases of three-phase network | |
JP2008178180A (en) | Rectifier circuit | |
CN104769688B (en) | single-phase electric furnace transformer | |
CN102647093A (en) | Novel dual power on-load voltage regulation rectifier transformer | |
RU2640571C1 (en) | Three-phase-single-phase transformer of evseev | |
RU2679595C1 (en) | Single-phase load by the three-phase network phases uniform distribution device | |
RU2552377C2 (en) | Voltage balancer in three-phase network | |
CN203826973U (en) | Electromagnetic-balance filtering power-saving device | |
RU2674753C2 (en) | Single-phase load on three-phase network phases uniform distribution device | |
TWI780606B (en) | Isolated multi-phase dc/dc converter with reduced quantity of blocking capacitors | |
RU2683246C1 (en) | Single-phase load by the three-phase network phases uniform distribution device | |
JP2008061361A5 (en) | ||
CN109741924B (en) | Traction transformer | |
RU2656612C1 (en) | Three-phase and single-phase transformer | |
RU2731209C1 (en) | Device for uniform distribution of single-phase load by phases of three-phase network | |
JP5257938B2 (en) | Three-phase single-phase conversion voltage regulator | |
RU2668086C2 (en) | Three-phase single-phase transformer | |
RU2641649C1 (en) | Device for symmetrization and stabilization of three-phase voltage | |
RU2677224C1 (en) | Three-phase reactive autotransformer | |
RU2660936C1 (en) | Three-phase balancing system | |
RU2416866C1 (en) | Converter of three-phase alternating voltage | |
RU2604491C1 (en) | Three-phase alternating voltage cascade converter (versions) | |
RU2686303C2 (en) | Device for phase-to-phase current distribution |