RU123267U1

RU123267U1 - Трехфазный векторный преобразователь энергии

Info

Publication number: RU123267U1
Application number: RU2012114915/07U
Authority: RU
Inventors: Аркадий Анатольевич Степанов
Original assignee: Аркадий Анатольевич Степанов; Хорьяков Владимир Владимирович; Савин Владимир Валерьевич; Горожанов Максим Александрович
Priority date: 2012-04-17
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2012-12-20

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использовано для питания электроприемников электрической энергией. Техническим результатом полезной модели является усиление реактивной мощности и преобразование ее в активную. Трехфазный векторный преобразователь энергии содержит трехфазный силовой согласующий трансформатор и активную нагрузку. Трехфазный векторный преобразователь энергии снабжен фазосдвигающим устройством, конденсатором и активной нагрузкой, причем вход фазосдвигающего устройства подключен к источнику переменного тока, а к его трем выходам подключены в звезду первичные обмотки силового согласующего трехфазного трансформатора, вторичные обмотки которого соединены последовательно между собой, с нагрузкой и конденсатором, причем вторичная обмотка одной из фаз разделена на две равные, одна из которых включена последовательно в контур с нагрузкой, а вторая включена последовательно в контур с конденсатором.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использовано для питания электроприемников электрической энергией.

Известен преобразователь энергии, содержащий источник питания, силовой трансформатор с первичной и вторичной обмоткой, к которой подключена активная нагрузка, параллельный колебательный контур настроенный на резонанс токов и трансформатор тока, причем колебательный контур подключен параллельно выходу источника питания, первичная обмотка трансформатора тока включена последовательно между катушкой индуктивности и конденсатором, а вторичная обмотка трансформатора тока через первый выпрямитель соединена с первичной обмоткой силового трансформатора и шунтирована вторым выпрямителем (патент на полезную модель РФ №86364).

Известный преобразователь энергии является наиболее близким к данной полезной модели. Недостатком этого преобразователя является применение полупроводниковых диодов в режиме однополупериодного выпрямления, что приводит к значительному искажению формы синусоидальной кривой напряжения и тока и связанным с этим потерям, результатом этого является низкий КПД.

Техническим результатом полезной модели является усиление реактивной мощности и преобразование ее в активную.

Указанный технический результат достигается тем, что в трехфазном векторном преобразователе энергии, содержащем фазосдвигающее устройство со входом, подключенным к источнику переменного тока и тремя выходами, к которым подключены в звезду первичные обмотки трехфазного силового согласующего трансформатора, вторичные обмотки которого соединены последовательно между собой и с активной нагрузкой, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, фаза напряжения Uв отстает от фазы напряжения U_А на угол 120 градусов и составляет по величине 80 процентов величины напряжения U_A, фаза напряжения Uc опережает фазу напряжения U_А на 120 градусов, вторичная обмотка фазы С разделена на две равные, величина напряжения на каждой из которых составляет 50 процентов величины напряжения U_А, обе вторичные обмотки фазы С соединены последовательно со вторичными обмотками фаз А и Б, образуя два контура, первый с одной обмоткой фазы С, второй с двумя, в первый контур последовательно включена активная нагрузка, а во второй контур последовательно включен конденсатор.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема трехфазного векторного преобразователя энергии;

на фиг.2 представлена векторная диаграмма, поясняющая работу трехфазного векторного преобразователя энергии;

Трехфазный векторный преобразователь энергии содержит фазосдвигающее устройство 1 (фиг.1) со входом, подключенным к источнику переменного тока и тремя выходами, к которым подключены в звезду первичные обмотки трехфазного силового согласующего трансформатора 2, вторичные обмотки которого соединены последовательно между собой и с активной нагрузкой 3, причем фаза напряжения U_В отстает от фазы напряжения U_А на угол 120 градусов и составляет по величине 80 процентов величины напряжения U_А, фаза напряжения U_С опережает фазу напряжения U_А на 120 градусов, вторичная обмотка фазы С разделена на две равные, величина напряжения на каждой из которых составляет 50 процентов величины напряжения U_А, обе вторичные обмотки фазы С соединены последовательно со вторичными обмотками фаз А и В, образуя два контура, первый с одной обмоткой фазы С, второй с двумя, в первый контур последовательно включена активная нагрузка, а во второй контур последовательно включен конденсатор 4.

Трехфазный векторный преобразователь энергии работает следующим образом. На вход фазосдвигающего устройства 1 подается переменное напряжение определенной частоты. С выходов фазосдвигающего устройства снимаются три переменных напряжения той же частоты, что и на входе, к ним подключены в звезду первичные обмотки трехфазного силового согласующего трансформатора 2, вторичные обмотки которого соединены последовательно между собой и с активной нагрузкой 3, причем фаза напряжения U_в отстает от фазы напряжения U_А на угол 120 градусов и составляет по величине 80 процентов величины напряжения U_А, фаза напряжения U_С опережает фазу напряжения U_А на 120 градусов, вторичная обмотка фазы С разделена на две равные, величина напряжения на каждой из которых составляет 50 процентов величины напряжения U_А, обе вторичные обмотки фазы С соединены последовательно со вторичными обмотками фаз А и В, образуя два контура, первый с одной обмоткой фазы С, второй с двумя, в первый контур последовательно включена активная нагрузка, а во второй контур последовательно включен конденсатор 4. В результате чего, в контуре с конденсатором протекает ток противоположный по фазе току в контуре с активной нагрузкой, что частично компенсирует активную мощность, потребляемую фазой А.

На векторной диаграмме, изображенной на фиг.2 графически показаны физические процессы происходящие в схеме трехфазного векторного преобразователя энергии, где

U_А - напряжение фазы А (В);

U_В - напряжение фазы В (В);

U_С - напряжение фазы С (В);

I_н - ток нагрузки (А);

I_С - ток в контуре с конденсатором (А);

Ф_В - фазовый угол фазы В (градус).

Claims

Трехфазный векторный преобразователь энергии, содержащий силовой согласующий трансформатор и нагрузку, отличающийся тем, что преобразователь снабжен фазосдвигающим устройством, конденсатором и активной нагрузкой, причем вход фазосдвигающего устройства подключен к источнику переменного тока, а к его трем выходам подключены в звезду первичные обмотки силового согласующего трехфазного трансформатора, вторичные обмотки которого соединены последовательно между собой, с нагрузкой и конденсатором, причем вторичная обмотка одной из фаз разделена на две равные, одна из которых включена последовательно в контур с нагрузкой, а вторая включена последовательно в контур с конденсатором.