RU200551U1 - Device for converting single-phase voltage to symmetrical three-phase - Google Patents

Device for converting single-phase voltage to symmetrical three-phase Download PDF

Info

Publication number
RU200551U1
RU200551U1 RU2020120864U RU2020120864U RU200551U1 RU 200551 U1 RU200551 U1 RU 200551U1 RU 2020120864 U RU2020120864 U RU 2020120864U RU 2020120864 U RU2020120864 U RU 2020120864U RU 200551 U1 RU200551 U1 RU 200551U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
transformer
voltage
network
secondary winding
Prior art date
Application number
RU2020120864U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Васильевич Харламов
Юрий Владимирович Москалев
Виктор Сергеевич Лысенко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения"
Priority to RU2020120864U priority Critical patent/RU200551U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU200551U1 publication Critical patent/RU200551U1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/10—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers
    • H02M5/14—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers for conversion between circuits of different phase number

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при включении трехфазной электрической нагрузки в однофазную сеть, например для подключения трехфазной электрической машины к однофазной электрической сети.Целью полезной модели является уменьшение содержания высших гармоник в напряжении трехфазной нагрузки при преобразовании однофазного напряжения в трехфазное.Устройство состоит из выпрямителя со сглаживающим фильтром, который подключается к однофазной сети, автономного инвертора, к выходу которого подключается первичная обмотка однофазного трансформатора, к двум выводам вторичной обмотки однофазного трансформатора подключен однофазный электрический фильтр, один вывод вторичной обмотки трансформатора соединяется с одним выводом однофазной сети, ко второму выводу вторичной обмотки трансформатора и двум выводам однофазной сети подключается трехфазная нагрузка.Несинусоидальность напряжения, приложенного к трехфазной нагрузке, значительно уменьшается за счет подключения однофазного электрического фильтра к двум выводам вторичной обмотки однофазного трансформатора.The utility model relates to electrical engineering and can be used when connecting a three-phase electrical load to a single-phase network, for example, to connect a three-phase electrical machine to a single-phase electrical network. The purpose of the utility model is to reduce the content of higher harmonics in the voltage of a three-phase load when converting a single-phase voltage to a three-phase one. from a rectifier with a smoothing filter, which is connected to a single-phase network, an autonomous inverter, to the output of which the primary winding of a single-phase transformer is connected, a single-phase electrical filter is connected to two terminals of the secondary winding of a single-phase transformer, one terminal of the secondary winding of the transformer is connected to one terminal of a single-phase network, to the second a three-phase load is connected to the terminal of the secondary winding of the transformer and two terminals of the single-phase network. The non-sinusoidality of the voltage applied to the three-phase load is significantly reduced by connecting a single-phase electrical filter to two terminals of the secondary winding of a single-phase transformer.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при включении трехфазной электрической нагрузки в однофазную сеть.The utility model relates to electrical engineering and can be used when a three-phase electrical load is connected to a single-phase network.

Устройства для преобразования однофазного напряжения в симметричное трехфазное находят применение, например, вместо электромеханических фазорасщепителей на электроподвижном составе для подключения вспомогательных трехфазных двигателей, для трехфазных двигателей бытового электроинструмента (станки, насосы и другие механизмы).Devices for converting single-phase voltage into symmetrical three-phase are used, for example, instead of electromechanical phase splitters on electric rolling stock for connecting auxiliary three-phase motors, for three-phase motors of household power tools (machine tools, pumps and other mechanisms).

Известен преобразователь электрической энергии трех- и однофазных напряжений и токов (варианты) (патент на изобретение РФ №233563 МПК H01F 30/14) [1]. Устройство содержит трансформаторы, несколько блоков балластных индуктивных и емкостных элементов. Недостатком такого устройства является большое количество элементов, что усложняет преобразователь и снижает его надежность.Known converter of electrical energy of three- and single-phase voltages and currents (options) (patent for invention of the Russian Federation No. 233563 IPC H01F 30/14) [1]. The device contains transformers, several blocks of ballast inductive and capacitive elements. The disadvantage of such a device is the large number of elements, which complicates the converter and reduces its reliability.

Известен преобразователь однофазного напряжения в многофазное (патент на изобретение СССР №256051, МПК Н02m) [2]. Рассматриваемый преобразователь состоит из однофазного трансформатора, выпрямителя со сглаживающим фильтром и автономного инвертора, один вывод автономного инвертора подключен к средней точке одной из обмоток однофазного трансформатора, другой вывод инвертора и два вывода однофазной сети подключаются к трехфазной нагрузке. Недостатком такого устройства является наличие вывода средней точки однофазного трансформатора, что усложняет его конструкцию, а также формирование несинусоидального напряжения между выводами однофазной сети и выводом инвертора напряжения, которое прикладывается к трехфазной нагрузке.Known converter of single-phase voltage to multiphase (USSR patent №256051, IPC H2m) [2]. The considered converter consists of a single-phase transformer, a rectifier with a smoothing filter and an autonomous inverter, one output of the autonomous inverter is connected to the midpoint of one of the single-phase transformer windings, the other output of the inverter and two outputs of the single-phase network are connected to a three-phase load. The disadvantage of such a device is the presence of an output of the midpoint of a single-phase transformer, which complicates its design, as well as the formation of a non-sinusoidal voltage between the outputs of a single-phase network and the output of a voltage inverter, which is applied to a three-phase load.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является преобразователь однофазного напряжения в симметричное трехфазное (патент на полезную модель РФ №181495, МПК Н02М 5/14) [3]. Устройство для преобразования однофазного напряжения в симметричное трехфазное, состоящее из однофазного выпрямителя со сглаживающим фильтром, вход выпрямителя подключен к однофазной сети, к выходу выпрямителя присоединен автономный инвертор, к выходу которого подключена первичная обмотка однофазного трансформатора, один вывод вторичной обмотки трансформатора соединяется с одним выводом однофазной сети, ко второму выводу вторичной обмотки трансформатора и двум выводам однофазной сети подключается трехфазная нагрузка. Недостатком такого устройства является то, что к двум фазам трехфазной нагрузки приложено несинусоидальное напряжение.The closest in technical essence to the proposed device is a converter of single-phase voltage to symmetrical three-phase (patent for a useful model of the Russian Federation No. 181495, IPC Н02М 5/14) [3]. A device for converting a single-phase voltage into a symmetrical three-phase, consisting of a single-phase rectifier with a smoothing filter, the rectifier input is connected to a single-phase network, an autonomous inverter is connected to the rectifier output, to the output of which the primary winding of a single-phase transformer is connected, one output of the secondary winding of the transformer is connected to one output of a single-phase network, a three-phase load is connected to the second terminal of the secondary winding of the transformer and two terminals of the single-phase network. The disadvantage of such a device is that a non-sinusoidal voltage is applied to two phases of a three-phase load.

Целью полезной модели является уменьшение содержания высших гармоник в напряжении трехфазной нагрузки при преобразовании однофазного напряжения в трехфазное.The purpose of the utility model is to reduce the content of higher harmonics in the voltage of a three-phase load when converting a single-phase voltage to a three-phase one.

Технический результат обеспечивается за счет подключения к двум выводам вторичной обмотки однофазного трансформатора однофазного электрического фильтра.The technical result is provided by connecting a single-phase electric filter to two terminals of the secondary winding of a single-phase transformer.

Полезная модель поясняется чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предложенного устройства для преобразования однофазного напряжения в симметричное трехфазное, на фиг. 2 - временная диаграмма трехфазного напряжения нагрузки без однофазного электрического фильтра, на фиг. 3 - временная диаграмма трехфазного напряжения нагрузки с однофазным электрическим фильтром.FIG. 1 shows a schematic electrical diagram of the proposed device for converting a single-phase voltage into a symmetrical three-phase, FIG. 2 is a timing diagram of a three-phase load voltage without a single-phase electrical filter, FIG. 3 is a timing diagram of a three-phase load voltage with a single-phase electrical filter.

На фиг. 1 вход выпрямителя 2 подключен к однофазной сети 1, к выходу выпрямителя 2 через сглаживающий фильтр 3 присоединен автономный инвертор 4, к выходу которого подключена первичная обмотка однофазного трансформатора 5, один вывод вторичной обмотки трансформатора 5 соединяется с одним выводом однофазной сети 1, ко второму выводу вторичной обмотки трансформатора и двум выводам однофазной сети подключается трехфазная нагрузка 7, к двум выводам вторичной обмотки однофазного трансформатора подключен однофазный электрический фильтр 6.FIG. 1 input of the rectifier 2 is connected to a single-phase network 1, to the output of the rectifier 2 through a smoothing filter 3 is connected an autonomous inverter 4, to the output of which the primary winding of a single-phase transformer 5 is connected, one terminal of the secondary winding of the transformer 5 is connected to one terminal of a single-phase network 1, to the second terminal a three-phase load 7 is connected to the secondary winding of the transformer and two terminals of a single-phase network, a single-phase electric filter 6 is connected to two terminals of the secondary winding of a single-phase transformer.

Напряжение однофазной сети 1 приложено к выпрямителю 2, на конденсаторе сглаживающего фильтра 3 формируется постоянное напряжение, которое поступает на вход автономного инвертора напряжения 4. Управление полупроводниковыми ключами инвертора позволяет обеспечить на первичной обмотке трансформатора последовательность прямоугольных импульсов, скважность которых изменяется по синусоидальному закону во времени (широтно-импульсная модуляция). Однофазный трансформатор 5 выполняет несколько функций: гальваническая развязка, согласование уровней напряжения, уменьшение высших гармоник напряжения. Для снижения высших гармоник напряжения к двум выводам вторичной обмотки однофазного трансформатора подключен однофазный электрический фильтр 6.The voltage of the single-phase network 1 is applied to the rectifier 2, a constant voltage is formed on the capacitor of the smoothing filter 3, which is fed to the input of the autonomous voltage inverter 4. The control of the semiconductor switches of the inverter makes it possible to provide a sequence of rectangular pulses on the primary winding of the transformer, the duty cycle of which changes according to a sinusoidal law in time ( pulse width modulation). Single-phase transformer 5 performs several functions: galvanic isolation, voltage level matching, reduction of higher voltage harmonics. To reduce higher voltage harmonics, a single-phase electrical filter 6 is connected to the two terminals of the secondary winding of a single-phase transformer.

На фиг. 2 показана временная диаграмма трехфазного напряжения нагрузки без однофазного электрического фильтра при использовании идеального однофазного трансформатора, на фиг. 3 - временная диаграмма трехфазного напряжения нагрузки с однофазным электрическим фильтром.FIG. 2 shows a timing diagram of a three-phase load voltage without a single-phase electrical filter using an ideal single-phase transformer, FIG. 3 is a timing diagram of a three-phase load voltage with a single-phase electrical filter.

Достоинства предлагаемого устройства в том, что на выходе преобразователя значительно уменьшается содержание высших гармоник напряжения, подключаемого к трехфазной нагрузке.The advantages of the proposed device are that the content of the higher harmonics of the voltage connected to the three-phase load is significantly reduced at the output of the converter.

Устройство может быть использовано для подключения трехфазной электрической машины к однофазной электрической сети.The device can be used to connect a three-phase electrical machine to a single-phase electrical network.

Источники информации:Sources of information:

1. Пат. RU(11) 233563 (13) С1 МПК H01F 30/14. Преобразователь электрической энергии трех- и однофазных напряжений и токов (варианты) / М.А. Ермилов, Ю.М. Куприянович, Ф.М. Ермилов. - №2007104522/09; Заявлено 07.02.2007; Опубл. 10.09.2008. Бюл. №25.1. Pat. RU (11) 233563 (13) C1 IPC H01F 30/14. Electric energy converter of three- and single-phase voltages and currents (options) / M.A. Ermilov, Yu.M. Kupriyanovich, F.M. Ermilov. - No. 2007104522/09; Stated 02/07/2007; Publ. 10.09.2008. Bul. No. 25.

2. Пат. СССР 256051 МПК Н02m. Преобразователь однофазного напряжения в многофазное / Е.Я. Бухштабер. - №1079330/24-7; Заявлено 27.05.1966; Опубл. 04.11.1969. Бюл. №34.2. Pat. USSR 256051 IPC Н02m. Single-phase to multiphase voltage converter / E.Ya. Buchstaber. - No. 1079330 / 24-7; Stated 05/27/1966; Publ. 11/04/1969. Bul. No. 34.

3. Пат. RU(11) 181495 (13) U1 МПК H01F 30/00. Преобразователь однофазного напряжения в симметричное трехфазное / Харламов В.В., Москалев Ю.В., Лысенко В.С. - №2018113567; заявл. 13.04.18; опубл. 17.07.18, Бюл. №20.3. Pat. RU (11) 181495 (13) U1 IPC H01F 30/00. Converter of single-phase voltage to symmetrical three-phase / V.V. Kharlamov, Yu.V. Moskalev, V.S. Lysenko. - No. 2018113567; declared 04/13/18; publ. 07.17.18, Bul. No. 20.

Claims (1)

Устройство для преобразования однофазного напряжения в симметричное трехфазное, состоящее из однофазного выпрямителя со сглаживающим фильтром, вход выпрямителя подключен к однофазной сети, к выходу выпрямителя присоединен автономный инвертор, к выходу которого подключена первичная обмотка однофазного трансформатора, один вывод вторичной обмотки трансформатора соединяется с одним выводом однофазной сети, ко второму выводу вторичной обмотки трансформатора и двум выводам однофазной сети подключается трехфазная нагрузка, отличающееся тем, что к двум выводам вторичной обмотки однофазного трансформатора подключен однофазный электрический фильтр.A device for converting a single-phase voltage into a symmetrical three-phase, consisting of a single-phase rectifier with a smoothing filter, the rectifier input is connected to a single-phase network, an autonomous inverter is connected to the rectifier output, to the output of which the primary winding of a single-phase transformer is connected, one output of the secondary winding of the transformer is connected to one output of a single-phase network, a three-phase load is connected to the second terminal of the secondary winding of the transformer and two terminals of the single-phase network, characterized in that a single-phase electric filter is connected to two terminals of the secondary winding of the single-phase transformer.
RU2020120864U 2020-06-18 2020-06-18 Device for converting single-phase voltage to symmetrical three-phase RU200551U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020120864U RU200551U1 (en) 2020-06-18 2020-06-18 Device for converting single-phase voltage to symmetrical three-phase

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020120864U RU200551U1 (en) 2020-06-18 2020-06-18 Device for converting single-phase voltage to symmetrical three-phase

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU200551U1 true RU200551U1 (en) 2020-10-29

Family

ID=73399055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020120864U RU200551U1 (en) 2020-06-18 2020-06-18 Device for converting single-phase voltage to symmetrical three-phase

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU200551U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2223895A (en) * 1988-09-26 1990-04-18 James Abbott Three-phase motor operated from single phase supply
RU2089036C1 (en) * 1992-06-22 1997-08-27 Уральское отделение Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта Induction motor control gear
RU2402864C1 (en) * 2009-08-03 2010-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Adjustable transistor reducer of three-phase asynchronous motor supplied power to from single-phase mains
RU181495U1 (en) * 2018-04-13 2018-07-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Single-phase to balanced three-phase voltage converter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2223895A (en) * 1988-09-26 1990-04-18 James Abbott Three-phase motor operated from single phase supply
RU2089036C1 (en) * 1992-06-22 1997-08-27 Уральское отделение Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта Induction motor control gear
RU2402864C1 (en) * 2009-08-03 2010-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Adjustable transistor reducer of three-phase asynchronous motor supplied power to from single-phase mains
RU181495U1 (en) * 2018-04-13 2018-07-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Single-phase to balanced three-phase voltage converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20090097290A1 (en) Isolated Power Converter
RU200551U1 (en) Device for converting single-phase voltage to symmetrical three-phase
RU2659819C1 (en) Frequency transformer for testing transformers
RU2645776C1 (en) Device for testing transformators
RU181495U1 (en) Single-phase to balanced three-phase voltage converter
RU2717080C1 (en) Multi-bridge rectifier
KR20100055233A (en) Current-fed three phase half-bridge dc-dc converter for power conversion apparatus
RU88203U1 (en) THREE PHASE TRANSFORMER
RU158207U1 (en) ELECTROMAGNETIC COMPENSATOR OF CURRENT OF THIRD HARMONIC 4-WIRE NETWORK
RU2718518C1 (en) Three-phase multiblock frequency converter
RU197031U1 (en) HALF-GENERATOR
RU2686067C1 (en) High-voltage rectifier
RU2708632C1 (en) Double-phase rectifier
RU2677224C1 (en) Three-phase reactive autotransformer
SU543156A1 (en) Thyristor Switch
SU128073A1 (en) Method for single-stage artificial switching of a 12-phase converter plant
SU550746A1 (en) Stand alone inverter
SU731529A1 (en) Ac voltage-to-dc voltage converter
WO2021006765A1 (en) Half-wave generator
SU492022A1 (en) AC to DC converter
SU995231A1 (en) Ac-to-dc voltage converter
SU115475A1 (en) Independent parallel ion inverter
SU1037394A2 (en) D.c. voltage to three-phase sine voltage converter
SU951601A1 (en) Compensating ac to dc voltage converter
SU1513587A1 (en) Three-phase frequency multiplier