RU2487455C1 - Nine-phase converter - Google Patents
Nine-phase converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2487455C1 RU2487455C1 RU2012109621/07A RU2012109621A RU2487455C1 RU 2487455 C1 RU2487455 C1 RU 2487455C1 RU 2012109621/07 A RU2012109621/07 A RU 2012109621/07A RU 2012109621 A RU2012109621 A RU 2012109621A RU 2487455 C1 RU2487455 C1 RU 2487455C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coil
- phase
- coils
- beginning
- winding
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при создании выпрямителей для регулируемых электроприводов постоянного и переменного тока для станков для повышения их быстродействия, а также на преобразовательных подстанциях для питания электрифицированных железных дорог, в электрометаллургической и химической промышленности для уменьшения величины пульсаций выпрямленного напряжения и уменьшения содержания высших гармонических составляющих в кривой переменного тока в трехфазной сети.The present invention relates to a conversion technique and can be used to create rectifiers for adjustable DC and AC electric drives for machines to increase their speed, as well as in converter substations for supplying electrified railways, in the electrometallurgical and chemical industries to reduce the ripple of the rectified voltage and reducing the content of higher harmonic components in the AC curve in a three-phase network.
Известны преобразователи трехфазного переменного напряжения в постоянное с 18 кратной частотой пульсаций выпрямленного напряжения (см., например, Федосеев П.Г. «Выпрямители и стабилизаторы» М.: Искусство, 1960, с.127-128; RU №33276, МПК 7 Н02М 7/08, 2003).Known converters of three-phase AC to DC with 18 times the frequency of ripple of the rectified voltage (see, for example, Fedoseev PG "Rectifiers and stabilizers" M .: Art, 1960, p.127-128; RU №33276, IPC 7
Недостатком известных преобразователей является сложная схема трансформатора, обусловленная необходимостью получения соответствующего сдвига вторичных фазных напряжений.A disadvantage of the known converters is the complex circuit of the transformer, due to the need to obtain the corresponding shift of the secondary phase voltages.
Из уровня техники известен также многофазный преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное, содержащий трехфазный трансформатор с первичной и двумя группами вторичных обмоток, соединенных между собой по схеме шестифазной звезды с нулевой точкой, и вентильные элементы, подключенные к фазам вторичных обмоток, причем к одной из них вентильные элементы подключены по нулевой схеме. Трансформатор снабжен дополнительной группой вторичных обмоток. В одном варианте они так же соединены звездой и каждая фазная обмотка одной группы вторичных обмоток через вентильные элементы соединена с разноименными фазами дополнительной вторичной обмотки, а между нулевыми точками соединения основных вторичных обмоток и дополнительной включена нагрузка. Во втором варианте дополнительная группа вторичных обмоток состоит из шести одинаковых фазных обмоток, по две в каждой фазе, причем каждый из зажимов основной группы вторичных обмоток соединен непосредственно с разноименными зажимами двух фазных вторичных обмоток дополнительной группы, при этом свободные зажимы всех групп вторичных обмоток подключены к входу девятифазной мостовой схемы, к выходу которой подключена нагрузка. При этом в обоих вариантах отношение витков фазной обмотки группы, связанной с дополнительной фазной обмоткой, к виткам фазной обмотки двух других групп равно 2 (Патент RU №2286644 С1).A multiphase converter of three-phase AC to DC voltage is also known from the prior art, comprising a three-phase transformer with a primary and two groups of secondary windings interconnected by a six-phase star with a zero point, and valve elements connected to the phases of the secondary windings, and to one of them valve elements are connected in a zero circuit. The transformer is equipped with an additional group of secondary windings. In one embodiment, they are also connected by a star and each phase winding of one group of secondary windings through valve elements is connected to the opposite phases of the additional secondary winding, and a load is connected between the zero points of the connection of the main secondary windings and the additional one. In the second embodiment, an additional group of secondary windings consists of six identical phase windings, two in each phase, each terminal of the main group of secondary windings connected directly to opposite clamps of the two phase secondary windings of the additional group, while free terminals of all groups of secondary windings are connected to the input of a nine-phase bridge circuit, to the output of which a load is connected. Moreover, in both cases, the ratio of the turns of the phase winding of the group associated with the additional phase winding to the turns of the phase winding of the other two groups is 2 (Patent RU No. 2286644 C1).
Недостатком этого устройства является большее число вторичных обмоток, что значительно усложняет конструкцию преобразователя, технологию его изготовления и приводит к перерасходу материалов.The disadvantage of this device is the greater number of secondary windings, which greatly complicates the design of the converter, the technology of its manufacture and leads to cost overruns.
Наиболее близким решением из уровня техники к предлагаемому, принятым за прототип, является девятифазный преобразователь числа фаз, используемый для получения постоянного напряжения с 18-кратной частотой пульсации, состоящий из трех однофазных трансформаторов, содержащих каждый по одной первичной обмотке и по пять вторичных обмоток. Таким образом, прототип требует для своей реализации трехфазную сеть, три однофазных трансформатора, первичные обмотки которых подключены к трехфазной сети по одной из схем «звезда» или «треугольник» и содержащих по пять вторичных обмоток каждый, создающих девять выходов девятифазной системы напряжений (Варфоломеев Г.Н. и др. «Восемнадцатипульсный выпрямитель на основе трехфазных мостов Ларионова»: Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока: Научный журнал №2, 2006 г.).The closest solution from the prior art to the proposed one adopted as a prototype is a nine-phase phase number converter, used to obtain a constant voltage with an 18-fold ripple frequency, consisting of three single-phase transformers, each containing one primary winding and five secondary windings. Thus, the prototype requires for its implementation a three-phase network, three single-phase transformers, the primary windings of which are connected to a three-phase network according to one of the star or delta circuits and containing five secondary windings each, creating nine outputs of a nine-phase voltage system (Varfolomeev G .N. Et al. “Eighteen-pulse rectifier based on Larionov three-phase bridges”: Scientific problems of transport in Siberia and the Far East: Scientific journal No. 2, 2006).
Недостатком известного из уровня техники устройства является тот факт, что групповой трехфазный трансформатор уступает трехфазному трехстержневому трансформатору по своим весогабаритным показателям, а также преобразователь имеет большее число вторичных обмоток, что значительно усложняет конструкцию преобразователя, технологию его изготовления и приводит к перерасходу материалов.A disadvantage of the device known from the prior art is the fact that a group three-phase transformer is inferior to a three-phase three-rod transformer in terms of weight and dimensions, and the converter has a larger number of secondary windings, which greatly complicates the design of the converter, its manufacturing technology and leads to cost overruns.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание такой архитектуры преобразователя, которая позволяет сократить расход активных материалов при замене трехфазного группового трансформатора трехстержневым, что в итоге позволяет улучшить весогабаритные показатели преобразователя, упростить конструкцию преобразователя и технологию его изготовления.The technical result of the invention is the creation of such a converter architecture, which allows to reduce the consumption of active materials when replacing a three-phase group transformer with a three-rod one, which ultimately allows to improve the overall dimensions of the converter, simplify the design of the converter and its manufacturing technology.
Поставленный технический результат достигается за счет того, что в девятифазном преобразователе числа фаз, представляющем собой трехфазный трансформатор, состоящий из трех катушек первичной обмотки и девяти катушек вторичной обмотки с выходами девятифазного напряжения, согласно изобретению катушки вторичной обмотки выполнены в двух вариантах - шесть катушек в виде основных по две на каждом стержне трансформатора и три - в виде добавочных по одной на каждом стержне трансформатора, при этом основные катушки выполнены с отпайками, делящими число витков каждой из катушек в отношении (1-0,5/Cos40°)/(0,5/Cos40°) от начала катушки и соединены между собой узлами в один контур в виде «шестиугольника» таким образом, что напряжения между узлами образуют шестифазную систему напряжений, а каждая дополнительная катушка одним из ее выводов подсоединена к узлу контура «шестиугольника», не связанному с основными вторичными обмотками той фазы, на стержне которой находится дополнительная обмотка, а другой вывод дополнительной обмотки совместно с шестью отпайками от катушек основных вторичных обмоток представляет собой один из выходов девятифазной системы напряжений преобразователя.The technical result is achieved due to the fact that in a nine-phase converter of the number of phases, which is a three-phase transformer, consisting of three primary coils and nine secondary coils with nine-phase outputs, according to the invention, the secondary coils are made in two versions - six coils in the form two main ones on each transformer rod and three in the form of additional one on each transformer rod, while the main coils are made with solders, dividing the number of turns of each coil in relation to (1-0.5 / Cos40 °) / (0.5 / Cos40 °) from the beginning of the coil and connected by nodes in one circuit in the form of a “hexagon” so that the voltage between the nodes form a six-phase voltage system, and each additional coil with one of its terminals is connected to a node of the “hexagon” circuit that is not connected to the main secondary windings of that phase, on the rod of which there is an additional winding, and the other output of the additional winding together with six tap-offs from the coils of the main secondary about skein represents one of the outputs devyatifaznoy inverter voltage system.
Предлагаемое изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг.1 представлена схема девятифазного преобразователя числа фаз, на фиг.2 - векторная диаграмма потенциалов на вторичных обмотках.The invention is illustrated by graphic materials, where in Fig. 1 a diagram of a nine-phase converter of the number of phases is shown, in Fig. 2 is a vector diagram of potentials on the secondary windings.
Девятифазный преобразователь числа фаз состоит из трехфазного трансформатора, имеющего три катушки первичной обмотки: катушка 1 первичной обмотки, катушка 2 первичной обмотки и катушка 3 первичной обмотки, которые соединены по схеме «звезда» (или «треугольник») и подключены к трехфазной сети, шесть соединенных между собой катушек 4, 5, 6, 7, 8, 9 основных вторичных обмоток, имеющих отпайки 10, 11, 12, 13, 14, 15 от витков, и три катушки 16, 17, 18 добавочной вторичной обмотки. При этом начало катушки 4 вторичной обмотки соединено с началом катушки 8 вторичной обмотки, конец катушки 8 - с концом катушки 6 вторичной обмотки, начало катушки 6 - с началом катушки 5 вторичной обмотки, конец катушки 5 - с концом катушки 9 вторичной обмотки, начало катушки 9 - с началом катушки 7 вторичной обмотки, конец катушки 7 - с концом катушки 4, замыкая контур катушек вторичных обмоток. Каждая катушка основных вторичных обмоток трансформатора является стороной «шестиугольника».A nine-phase phase number converter consists of a three-phase transformer having three primary winding coils: primary winding coil 1, primary winding coil 2 and primary winding coil 3, which are connected in a star (or “delta”) circuit and connected to a three-phase network, six
При этом основные катушки выполнены с отпайками, делящими число витков каждой из катушек в отношении (1-0,5/Cos40°)/(0,5/Cos40°) от начала катушки и соединены между собой узлами в один контур в виде «шестиугольника». Определим теперь положение отпаек от витков основных вторичных обмоток. Для этого воспользуемся векторной диаграммой (фиг.2), приняв число витков катушки пропорциональным длине соответствующего вектора. Анализ проведем на примере катушки 5. Примем напряжение шестифазного многоугольника за единицу. Тогда число витков от начала обмотки до отвода может быть представлено отрезком (0,5-11F), где 11F - катет прямоугольного треугольника 0-F-11, противолежащий углу 10°:11-F=U9Sin10°, где U9 - фазное напряжение девятифазной системы: U9=U6 (Cos30°/Cos10°), U6 - напряжение на зажимах катушки основной вторичной обмотки.In this case, the main coils are made with tapes dividing the number of turns of each of the coils in the ratio of (1-0.5 / Cos40 °) / (0.5 / Cos40 °) from the beginning of the coil and interconnected by nodes in one circuit in the form of a “hexagon” ". We now determine the position of the tap from the turns of the main secondary windings. To do this, we use the vector diagram (figure 2), taking the number of turns of the coil proportional to the length of the corresponding vector. The analysis is carried out on the example of
Геометрический анализ векторной диаграммы дает следующее число витков дополнительных вторичных обмоток: W16=W17=W18=0,121W2. Здесь W2 - число витков одной катушки главной вторичной обмотки. Отношение величины линейного напряжения девятифазной системы Uл к фазному Uф равно отношению длин векторов F-13 и 0-15.The geometric analysis of the vector diagram gives the following number of turns of additional secondary windings: W 16 = W 17 = W 18 = 0.121W 2 . Here W 2 is the number of turns of one coil of the main secondary winding. The ratio of the linear voltage of the nine-phase system U l to the phase U f is equal to the ratio of the lengths of the vectors F-13 and 0-15.
Величина токов, протекающих по катушкам основных вторичных обмоток 4, 5, 6, 7, 8, 9, равна линейному току Iл при симметричной девятифазной нагрузке, соединенной по схеме «звезда», а величина токов, протекающих по катушкам дополнительных вторичных обмоток 16, 17, 18, равна фазному току Iф симметричной девятифазной нагрузки. Соотношение между величинами этих токов определим из равенства полных мощностей: UлIл=UфIф, Iл=Uф/UлIф=1,462 Iф.The magnitude of the currents flowing along the coils of the main
Таким образом, заявленная архитектура позволяет сократить расход активных материалов при замене трехфазного группового трансформатора трехстержневым, что в итоге позволяет улучшить весогабаритные показатели преобразователя, упростить конструкцию преобразователя и технологию его изготовления.Thus, the claimed architecture allows to reduce the consumption of active materials when replacing a three-phase group transformer with a three-rod one, which ultimately allows to improve the overall dimensions of the converter, simplify the design of the converter and its manufacturing technology.
Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, неизвестной на дату приоритета из уровня техники, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.An analysis of the claimed technical solution for compliance with the conditions of patentability showed that the characteristics indicated in the independent claim are interrelated with each other with the formation of a stable set of necessary features, unknown at the priority date from the prior art, sufficient to obtain the required synergistic (over-total) technical result.
Свойства, регламентированные в заявленном соединении отдельными признаками, общеизвестны из уровня техники и не требуют дополнительных пояснений.The properties regulated in the claimed compound by individual features are well known in the art and require no further explanation.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed technical solution:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для использования при создании регулируемых электроприводов постоянного тока;- the object embodying the claimed technical solution, in its implementation is intended for use in the creation of adjustable DC electric drives;
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;- for the claimed object in the form described in the independent claim, the possibility of its implementation using the means and methods known from the prior art on the priority date on the priority date has been confirmed;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- the object embodying the claimed technical solution, when implemented, is able to ensure the achievement of the technical result perceived by the applicant.
Следовательно, заявленный объект соответствуют требованиям условиям патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.Therefore, the claimed subject matter meets the requirements of patentability “novelty”, “inventive step” and “industrial applicability” under applicable law.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012109621/07A RU2487455C1 (en) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | Nine-phase converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012109621/07A RU2487455C1 (en) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | Nine-phase converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2487455C1 true RU2487455C1 (en) | 2013-07-10 |
Family
ID=48788366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012109621/07A RU2487455C1 (en) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | Nine-phase converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2487455C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1029354A1 (en) * | 1981-01-27 | 1983-07-15 | Уфимский авиационный институт им.Орджоникидзе | Device for converting three-phase voltage to polyphase |
US6191968B1 (en) * | 2000-03-23 | 2001-02-20 | Derek A Paice | Wye connected 3-phase to 9-phase auto-transformer with reduced winding currents |
RU2362261C1 (en) * | 2008-03-11 | 2009-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" | Phase-converting device |
-
2012
- 2012-03-14 RU RU2012109621/07A patent/RU2487455C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1029354A1 (en) * | 1981-01-27 | 1983-07-15 | Уфимский авиационный институт им.Орджоникидзе | Device for converting three-phase voltage to polyphase |
US6191968B1 (en) * | 2000-03-23 | 2001-02-20 | Derek A Paice | Wye connected 3-phase to 9-phase auto-transformer with reduced winding currents |
RU2362261C1 (en) * | 2008-03-11 | 2009-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" | Phase-converting device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6181132B2 (en) | Power converter | |
EP2320550B1 (en) | Power transformer and power converter incorporating same | |
EP2320551B1 (en) | Thirty-six pulse power transformer and power converter incorporating same | |
US10014791B2 (en) | Distribution transformer | |
US20110051480A1 (en) | 20º PHASE-SHIFTING AUTOTRANSFORMER | |
US7474188B2 (en) | 40° phase-shifting autotransformer | |
EA029591B1 (en) | Autotransformer system reducing total harmonic distortion | |
JP2008178180A (en) | Rectifier circuit | |
US7750782B1 (en) | Nine-phase autotransformer | |
US20160126857A1 (en) | Autotransformer with wide range of, integer turns, phase shift, and voltage | |
JP2008278714A (en) | Rectifier circuit | |
RU2487455C1 (en) | Nine-phase converter | |
RU2529180C1 (en) | Twelve-phase step-up autotransformer voltage converter | |
CN112820524A (en) | Multi-phase transformer and rectifier system | |
RU2503121C1 (en) | Five-phase phase changer | |
RU2526093C1 (en) | Twelve-phase stepdown autotransformer converter of phase number | |
RU122213U1 (en) | AUTO TRANSFORMER-RECTIFIER DEVICE | |
RU2510568C1 (en) | Twelve-phase step-up autotransformer phase changer | |
RU2416866C1 (en) | Converter of three-phase alternating voltage | |
RU2529510C1 (en) | Twelve-pulse voltage transformer converter | |
RU91486U1 (en) | MULTI-PHASE CONVERTER | |
RU2504070C1 (en) | Seven-phase transformer converter of phase number | |
RU2280311C1 (en) | Three-phase dual-channel conversion transformer-rectifier unit (alternatives) | |
RU2487456C1 (en) | Four-phase converter | |
RU2520558C2 (en) | Twelve-phase transformer-coupled phase converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180315 |