RU2047262C1

RU2047262C1 - Single-phase-to-three-phase voltage changer

Info

Publication number: RU2047262C1
Application number: RU93019470A
Authority: RU
Inventors: М.А. Юндин
Original assignee: Азово-Черноморский Институт Механизации Сельского Хозяйства
Priority date: 1993-04-14
Filing date: 1993-04-14
Publication date: 1995-10-27

Abstract

FIELD: conversion engineering. SUBSTANCE: phase shift between magnetic fluxes is effected by means of pole shader, by selecting proportion between number of turns in primary winding coils and appropriate connection of one of secondary windings. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для создания трехфазных источников питания, предназначенных для запуска и управления электроприводом переменного тока в тех случаях, где необходимо уменьшение массы и габаритов при достаточно простой структуре преобразующего устройства. The invention relates to a conversion technique and can be used to create three-phase power supplies designed to start and control an AC electric drive in those cases where it is necessary to reduce weight and dimensions with a fairly simple structure of the conversion device.

Известен однофазно-трехфазный параметрический преобразователь напряжения [1] в котором однофазным источником создают магнитные потоки в первичных обмотках трансформаторов, затем возбуждают противодействующий магнитный поток с помощью дополнительных вторичных обмоток, подключенных к конденсаторам, суммируют основной и противодействующий магнитные потоки в магнитопроводах трансформаторов и снимают трехфазное напряжение с основных вторичных обмоток трансформаторов. При этом угол фазового сдвига суммарного потока изменяют путем последовательно-встречного включения вторичных дополнительных обмоток разных трансформаторов и изменения величины емкости конденсаторов. Known single-phase-three-phase parametric voltage converter [1] in which a single-phase source creates magnetic fluxes in the primary windings of the transformers, then they counteract the opposing magnetic flux using additional secondary windings connected to the capacitors, summarize the main and counteracting magnetic fluxes in the magnetic circuits of the transformers and remove the three-phase voltage from the main secondary windings of transformers. In this case, the phase shift angle of the total flux is changed by sequentially counter-switching on the secondary secondary windings of different transformers and changing the capacitance value.

Недостатком данного преобразователя является относительная сложность его реализации, большие массогабаритные показатели и пониженная надежность, вызванная применением конденсаторов. The disadvantage of this converter is the relative complexity of its implementation, large weight and size indicators and reduced reliability caused by the use of capacitors.

Известен также преобразователь [2] в котором для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения на трехстержневой магнитопровод надеты три вторичные и две первичные обмотки. Вторичные обмотки размещены на каждом из стержней преобразователя и соединены между собой по схеме звезда, а две первичные обмотки размещены на крайних стержнях и соединены между собой последовательно-встречно. Для получения трехфазной системы напряжений одна из первичных обмоток зашунтирована конденсатором. A converter [2] is also known in which three secondary and two primary windings are worn on a three-core magnetic circuit to reduce ripple of the rectified voltage. Secondary windings are placed on each of the transformer rods and are interconnected according to the star pattern, and two primary windings are placed on the extreme rods and interconnected in series. To obtain a three-phase voltage system, one of the primary windings is shunted by a capacitor.

Присутствие конденсатора в преобразователе приводит к вероятности появления резонанса и снижению надежности всего устройства, что является недостатком. The presence of a capacitor in the converter leads to the likelihood of resonance and a decrease in the reliability of the entire device, which is a drawback.

Цель изобретения упрощение устройства и повышение технологичности изготовления. The purpose of the invention is to simplify the device and increase the manufacturability.

На фиг. 1 изображен предлагаемый преобразователь однофазного напряжения в трехфазное; на фиг. 2 приведены некоторые диаграммы магнитных потоков и ЭДС, поясняющие работу преобразователя. In FIG. 1 shows the proposed converter of single-phase voltage to three-phase; in FIG. Figure 2 shows some diagrams of magnetic flux and EMF that explain the operation of the converter.

Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное содержит две катушки 1 и 2 первичной обмотки, магнитопровод со стержнями 3, 4 и 5, вторичные обмотки 6, 7 и 8 и одну короткозамкнутую обмотку 9. Обмотки 1 и 6 расположены на стержне 3, а обмотки 2, 8 и 9 на стержне 5. Обмотка 7 охватывает сердечник 4 магнитопровода. The single-phase to three-phase voltage converter contains two coils 1 and 2 of the primary winding, a magnetic circuit with rods 3, 4 and 5, secondary windings 6, 7 and 8 and one short-circuited winding 9. Windings 1 and 6 are located on the rod 3, and windings 2, 8 and 9 on the rod 5. The winding 7 covers the core 4 of the magnetic circuit.

Преобразователь работает следующим образом. The converter operates as follows.

Однофазное напряжение прикладывается к катушкам 1 и 2 первичной обмотки. В сердечниках 3 и 5 магнитопроводов возбуждаются магнитные потоки, образованные переменным током, проходящим в первичной обмотке. Магнитный поток сердечника 5 проходит через часть сердечника, охваченную короткозамкнутой обмоткой 9, и индуктирует в короткозамкнутых витках ЭДС, под действием которой в обмотке 9 начинает протекает ток. В свою очередь ток короткозамкнутой обмотки образует свой магнитный поток, направленный встречно возбужденному обмоткой 2 потоку, который вызывает отставание результирующего магнитного потока Φ3 от магнитного потока Φ1, возбужденному обмоткой 1, на угол ϑ 1 (см. фиг. 2). В сердечнике, охваченном обмоткой 7, магнитные потоки Φ 1 и Φ 3 геометрически вычитаются, образуя результирующий магнитный поток Φ 2, который отстает в пространстве и по фазе от магнитного потока Φ 1 в сердечнике 3 на угол ϑ 2. Магнитные потоки Φ1,Φ2 и Φ3 индуктируют во вторичных обмотках 6, 7 и 8 соответствующие ЭДС E1, E2 и E3 (см. фиг. 2). A single-phase voltage is applied to the coils 1 and 2 of the primary winding. In the cores 3 and 5 of the magnetic cores, magnetic fluxes are generated, formed by alternating current passing in the primary winding. The magnetic flux of the core 5 passes through the part of the core covered by the short-circuited winding 9 and induces EMF in the short-circuited turns, under the influence of which a current flows in the winding 9. In turn, the current of the short-circuited winding forms its magnetic flux directed opposite to the flux excited by the winding 2, which causes the resulting magnetic flux Φ3 to lag behind the magnetic flux Φ1 excited by the winding 1 by an angle ϑ 1 (see Fig. 2). In the core covered by winding 7, the magnetic fluxes Φ 1 and Φ 3 are geometrically subtracted, forming the resulting magnetic flux Φ 2, which lags in space and in phase from the magnetic flux Φ 1 in the core 3 by an angle ϑ 2. Magnetic fluxes Φ1, Φ2 and Φ3 induce in the secondary windings 6, 7 and 8 the corresponding EMFs E1, E2 and E3 (see Fig. 2).

Для получения фазового сдвига между ЭДС E1, E2 и E3 в 120^онеобходимо изменить направление намотки витков в катушке 8 по отношению направления намотки в катушках 6 и 7. Число витков в катушке 1 должно относиться к числу витков в катушке 2 как 1:

. В короткозамкнутой обмотке два витка должны быть того же сечения, что и у первичной обмотки.To obtain a phase shift between the EMF E1, E2 and E3 of 120 ^°, it is necessary to change the direction of winding the coils in coil 8 with respect to the direction of winding in coils 6 and 7. The number of turns in coil 1 should relate to the number of turns in coil 2 as 1:

. In a short-circuited winding, two turns must be of the same cross section as the primary winding.

При определенных параметрах магнитной системы можно получить равенство магнитных потоков в Φ1= Φ 2= Φ3. Тогда число витков вторичных обмоток 6, 7 и 8 будет одинаковым. For certain parameters of the magnetic system, it is possible to obtain the equality of magnetic fluxes in Φ1 = Φ 2 = Φ3. Then the number of turns of the secondary windings 6, 7 and 8 will be the same.

Таким образом, предложенный преобразователь проще известных, что характеризует его как более дешевый и надежный. Он технологичнее в реализации, так как процесс изготовления катушек для разомкнутого сердечника может быть автоматизирован. Thus, the proposed converter is simpler than the known ones, which characterizes it as cheaper and more reliable. It is more technologically advanced in implementation, since the process of manufacturing coils for an open core can be automated.

Claims

SINGLE-PHASE VOLTAGE CONVERTER IN THREE-PHASE, containing a three-core transformer with three secondary windings located on each of the rods and interconnected according to the "star" circuit, and two primary windings located on the extreme rods and interconnected sequentially and sequentially with the output for connecting the network , characterized in that on one of the extreme rods of the transformer is additionally placed a short-circuited winding, with the secondary winding placed on a common the short-circuit winding rod has a winding direction opposite to the winding directions of the other two secondary windings, and the primary winding, located on a common short-circuit winding rod, has

times more turns than the second primary winding located on the other extreme core of the magnetic circuit.