RU2014714C1

RU2014714C1 - Device conversion of single-phase voltage into three-phase voltage system

Info

Publication number: RU2014714C1
Authority: RU
Inventors: М.А. Юндин; А.М. Королев
Original assignee: Азово-Черноморский Институт Механизации Сельского Хозяйства
Priority date: 1992-03-06
Filing date: 1992-03-06
Publication date: 1994-06-15

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: device incorporates three magnetic circuits 3-5. Common winding 2 enveloping magnetic circuits 3-5 is primary winding which forms input circuit and output circuits composed of secondary windings 6-8 placed on proper magnetic circuits. It also has two short-circuited windings 9 and 10. Winding 9 embraces cores of magnetic circuits 4 and 5 and winding 10 is wound on magnetic circuit 5. Conversion of input voltage into three-phase system of voltages is based on use of phase shift of main working magnetic flux in multileg transformer by means of additional magnetic fluxes excited with the aid of short-circuited turns. EFFECT: improved efficiency and reliability of device. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике/ в частности к средствам для преобразования электроэнергии. The invention relates to electrical engineering / in particular to means for converting electricity.

Известно устройство преобразования однофазного напряжения в многофазную систему напряжений/ основанное на фазовом смещении входного напряжения/ последующем инвертировании двух полученных напряжений и раздельном суммировании определенной части соответствующей пары напряжений [1]. A device for converting a single-phase voltage to a multiphase voltage system / based on the phase shift of the input voltage / subsequent inversion of the two received voltages and separately summing a certain part of the corresponding voltage pair [1].

Недостатком этого устройства является сложность его реализации/ связанная с исполнением операций смещения/ инверсии/ изменения величины напряжения и их суммирования. Другой недостаток данного устройства заключается в низком КПД/ так как все указанные операции требуют дополнительных затрат энергии. The disadvantage of this device is the complexity of its implementation / associated with the execution of the operations of bias / inversion / change the magnitude of the voltage and their summation. Another disadvantage of this device is its low efficiency / since all these operations require additional energy costs.

Известен также способ преобразования однофазного напряжения в многофазное/ на основе которого реализовано устройство. По данному способу/ принятому за прототип/ однофазным источником создают магнитные потоки в первичных обмотках трансформаторов/ возбуждают противодействующий магнитный поток с помощью вторичных дополнительных обмоток/ подключенных к конденсаторам/ суммируют основной и противодействующий магнитные потоки в магнитопроводах трансформаторов и снимают многофазное напряжение с основных вторичных обмоток трансформаторов. При этом угол фазового сдвига сумарного потока изменяют путем последовательно встречного включения вторичных дополнительных обмоток разных трансформаторов и изменением емкости конденсаторов [2]. There is also known a method of converting single-phase voltage to multiphase / on the basis of which the device is implemented. According to this method / adopted as a prototype / a single-phase source creates magnetic fluxes in the primary windings of the transformers / excites the opposing magnetic flux using secondary secondary windings / connected to the capacitors / summarize the main and opposing magnetic fluxes in the magnetic circuits of the transformers and remove the multiphase voltage from the main secondary windings of the transformers . In this case, the phase shift angle of the total flow is changed by sequentially counter switching on the secondary secondary windings of different transformers and by changing the capacitance of the capacitors [2].

Недостатком данного способа является большая материалоемкость устройств на его основе/ связанная с использованием дополнительных вторичных обмоток/ относительная сложность его реализации и пониженная надежность/ вызванная применением конденсаторов. The disadvantage of this method is the large material consumption of devices based on it / associated with the use of additional secondary windings / relative complexity of its implementation and reduced reliability / caused by the use of capacitors.

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его надежности в работе. The purpose of the invention is to simplify the device and increase its reliability.

Это достигается тем/ что противодействующий магнитный поток возбуждают с помощью дополнительных короткозамкнутых витков на магнитопроводе/ а угол сдвига между основным и суммарным потоками в магнитопроводах трансформаторов получают путем изменения количества охватываемых короткозамкнутыми витками магнитопроводов и числа короткозамкнутых витков. This is achieved by the fact that the opposing magnetic flux is excited using additional short-circuited turns on the magnetic circuit / and the shear angle between the main and total fluxes in the transformer magnetic circuits is obtained by changing the number of magnetic circuits covered by the short-circuited turns and the number of short-circuited turns.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 - векторные диаграммы магнитных потоков и ЭДС/ поясняющие работу устройства. In FIG. 1 shows the proposed device; figure 2 is a vector diagram of magnetic flux and EMF / explaining the operation of the device.

Устройство для преобразования однофазного напряжения в трехфазную систему напряжений содержит источник 1 однофазного напряжения/ общую обмотку 2/ охватывающую магнитопроводы 3-5. Выходная цепь выполнена тремя вторичными обмотками 6-8/ расположенными на сердечниках магнитопроводов. Короткозамкнутая область 9 намотана на магнитопроводы 4 и 5/ а короткозамкнутая обмотка 10 дополнительно намотана на магнитопровод 5. A device for converting a single-phase voltage into a three-phase voltage system contains a single-phase voltage source 1 / common winding 2 / covering magnetic circuits 3-5. The output circuit is made of three secondary windings 6-8 / located on the cores of the magnetic cores. The short-circuited region 9 is wound on the magnetic circuits 4 and 5 / and the short-circuited winding 10 is additionally wound on the magnetic circuit 5.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Однофазное напряжение от источника 1 подается на первичную обмотку 2/ общую для трех/ например/ кольцевых магнитопроводов 3-5. На каждом магнитопроводе намотаны вторичные обмотки 6-8/ образующие выходные цепи/ причем на второй 4 и третий 5 магнитопроводы намотаны дополнительные общие короткозамкнутые обмотки 9/ а на третий магнитопровод - еще и короткозамкнутые обмотки 10. В магнитопроводе первого трансформатора 3 током первичной обмотки 2 создается магнитный поток Ф₁/ который наводит ЭДС E₂ (см. фиг.2) на вторичной обмотке 6/ не имеющую фазового сдвига относительно напряжения источника 1. В магнитопроводе второго трансформатора 4 также создается магнитный поток за счет тока первичной обмотки 2/ однако/ он суммируется с противодействующим магнитным потоком/ созданным короткозамкнутыми обмотками 9/ и суммарный магнитный поток Ф₂ в магнитопроводе 4 наводит на вторичной обмотке 7 ЭДС Е₃/ сдвинутую на определенный фазовый угол относительно напряжения источника 1. Угол фазового сдвига регулируется количеством короткозамкнутых обмоток 9/ которое зависит также от магнитных характеристик магнитопровода и величины токов нагрузки. Сдвинутое таким образом на 60^° напряжение снимается с вторичной обмотки 7. В магнитопроводе 5 магнитный поток Ф₃ создается основным и противодействующими магнитными потоками/ обусловленными токами в короткозамкнутых обмотках 9 и 10. Наводимая в обмотке 8 ЭДС Е₄ сдвинута на 60^° относительно ЭДС Е₃ на обмотке 7. Трехфазная система напряжений снимается с вторичных обмоток 6-8 соответственно первого 3/ второго 4 и третьего 5 трансформаторов.Single-phase voltage from source 1 is supplied to the primary winding 2 / common to three / for example / ring magnetic circuits 3-5. Secondary windings 6-8 / forming output circuits are wound on each magnetic circuit / and additional common short-circuited windings 9 / a are wound on the second 4 and third 5 magnetic circuits; and short-circuited windings are also wound on the third magnetic circuit 10. In the magnetic circuit of the first transformer 3, a current of primary winding 2 is created magnetic flux F ₁ / which induces emf E ₂ (see FIG. 2) on the secondary winding 6 / having no phase shift relative to the voltage source 1. The magnetic core of the second transformer 4 and the magnetic flux generated due to the DD primary winding current 2 / however / it is summed with opposing magnetic flux / created by short-circuited windings 9 / and the total magnetic flux in the yoke ₂ F 4 leads to the secondary winding 7 emf E ₃ / shifted by a defined phase angle relative to the voltage source 1. The angle of the phase shift regulated by the number of short-circuited windings 9 / which also depends on the magnetic characteristics of the magnetic circuit and the magnitude of the load currents. The voltage thus shifted by 60 ^° is removed from the secondary winding 7. In the magnetic circuit 5, the magnetic flux Ф ₃ is created by the main and opposing magnetic fluxes / conditioned currents in the short-circuited windings 9 and 10. The EMF E ₄ induced in the winding 8 is shifted by 60 ^° relative to the EMF E ₃ on the winding 7. The three-phase voltage system is removed from the secondary windings 6-8, respectively, of the first 3 / second 4 and third 5 transformers.

Claims

DEVICE FOR CONVERTING SINGLE-PHASE VOLTAGE TO A THREE-PHASE VOLTAGE SYSTEM, containing three magnetic cores, on the cores of which there are windings forming the input and output circuits, the input circuit being connected to the input terminals for connecting a single-phase power source, and the output circuit of each magnetic circuit is made in the form the core of one secondary winding connected to a corresponding pair of output terminals for connecting a three-phase load, characterized in that the input chain is made as a single primary winding, encompassing three cores of magnetic circuits and two short-circuited winding additionally introduced, the first of which is formed covering the cores of the second and third magnetic cores, the second core is located on the third magnetic circuit.