RU2689121C1 - Multiphase phase-frequency transformer-regulator - Google Patents

Multiphase phase-frequency transformer-regulator Download PDF

Info

Publication number
RU2689121C1
RU2689121C1 RU2018128815A RU2018128815A RU2689121C1 RU 2689121 C1 RU2689121 C1 RU 2689121C1 RU 2018128815 A RU2018128815 A RU 2018128815A RU 2018128815 A RU2018128815 A RU 2018128815A RU 2689121 C1 RU2689121 C1 RU 2689121C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
winding
frequency
multiphase
axial magnetic
Prior art date
Application number
RU2018128815A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Яков Михайлович Кашин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
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 "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
Priority to RU2018128815A priority Critical patent/RU2689121C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2689121C1 publication Critical patent/RU2689121C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/08—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with core, coil, winding, or shield movable to offset variation of voltage or phase shift, e.g. induction regulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/08—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with core, coil, winding, or shield movable to offset variation of voltage or phase shift, e.g. induction regulators
    • H01F29/12—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with core, coil, winding, or shield movable to offset variation of voltage or phase shift, e.g. induction regulators having movable coil, winding, or part thereof; having movable shield
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/16—Toroidal transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/18—Rotary transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P13/00—Arrangements for controlling transformers, reactors or choke coils, for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P13/10—Arrangements for controlling transformers, reactors or choke coils, for the purpose of obtaining a desired output by moving core, coil winding, or shield, e.g. by induction regulator

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention can be used, for example, in laboratory conditions for calibration of electric meters, for supply of consumers of multiphase voltage, critical to its frequency, etc. Multiphase phase-frequency transformer-regulator comprises housing, two axial magnetic conductors with slots, into which primary three-phase and secondary multiphase windings are laid, wherein axial magnetic core with secondary multiphase winding is made with possibility of rotation relative to fixed axial magnetic core with primary three-phase winding around their common axis of symmetry, and between the axial magnetic conductors there is an air gap, required for their mutual movement, wherein in upper part of housing there additionally installed correcting motor, shaft of which is fixed in bearing assemblies, and a phase and frequency setting corrector having first and second inputs, in the lower part of the correcting motor shaft, there are current-collecting rings arranged in the form of concentric circles and connected to the phases of the secondary multi-phase winding, and in lower part of housing sliding contacts are installed, wherein axial magnetic core with secondary multiphase winding is rigidly fixed on correcting motor shaft by means of disc, to primary three-phase winding is connected first input, and secondary phase-to-frequency corrector-phase corrector second input to secondary multiphase winding, output of which is connected to correcting motor input.EFFECT: technical result is provision of possibility to control output voltage by frequency.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к многофазным трансформаторам, фазорегуляторам и регуляторам частоты, и может быть использовано, например, в лабораторных условиях для поверки электросчетчиков, для питания потребителей многофазного напряжения, критичных к его частоте и т.д.The invention relates to electrical engineering, in particular to multiphase transformers, phase regulators and frequency regulators, and can be used, for example, in laboratory conditions for checking electricity meters, for supplying consumers of multiphase voltage, critical to its frequency, etc.

Известна конструкция фазорегулятора (Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины, Ч 2, Л. "Энергия", 1973, с. 394), представляющего собой асинхронную машину цилиндрического исполнения с фазным заторможенным ротором. Такой фазорегулятор содержит статор и ротор с соответствующими трехфазными обмотками, корпус, подшипниковые щиты и самотормозящуюся червячную передачу, позволяющую оператору вращать ротор относительно неподвижного статора на необходимый угол с целью изменения фазы выходного напряжения. При этом за первичную обмотку обычно принимается обмотка статора, за вторичную - обмотка ротора. При поворачивании ротора фаза выходного напряжения плавно изменяется в пределах 0 - 2 π при постоянной величине этого напряжения.Known design of phase regulator (Kostenko MP, Piotrovsky LM Electrical machines, H 2, L. "Energy", 1973, p. 394), which is an asynchronous machine of cylindrical design with a phase inhibited rotor. Such a phase regulator contains a stator and a rotor with the corresponding three-phase windings, a housing, bearing shields and a self-braking worm gear, allowing the operator to rotate the rotor relative to the fixed stator to the desired angle to change the phase of the output voltage. In this case, the stator winding is usually taken for the primary winding, the rotor winding for the secondary winding. When turning the rotor, the phase of the output voltage smoothly changes within 0 - 2 π at a constant value of this voltage.

Однако конструкция такого фазорегулятора сложна из-за необходимости штамповки листов магнитопроводов статора и ротора. Кроме того, стоимость такого фазорегулятора велика из-за большого расхода электротехнической стали, связанного с высоким процентом ее отходов при штамповке. Более того, конструкция такого фазорегулятора не позволяет получить многофазное выходное напряжение.However, the design of such a phase regulator is complicated because of the need to stamp the sheets of stator and rotor magnetic cores. In addition, the cost of such a phase regulator is high due to the high consumption of electrical steel associated with a high percentage of its waste during stamping. Moreover, the design of such a phase regulator does not allow to obtain a multi-phase output voltage.

Известен многофазный трансформатор (пат. РФ №2082245, авторы Сингаевский Н.А., Гайтов Б.Х. и др.), содержащий средний витой магнитопровод с обмотками и два боковых магнитопровода, примыкающих к торцам среднего магнитопровода через немагнитные прокладки, причем средний витой магнитопровод и два боковых витых магнитопровода выполнены тороидальными, на торцах среднего магнитопровода выполнены пазы, в которые уложена первичная трехфазная обмотка, охватывающая этот магнитопровод, а на торцах боковых магнитопроводов, примыкающих к среднему магнитопроводу через немагнитные прокладки, выполнены пазы, в которые уложены две вторичные многофазные обмотки, каждая из которых охватывает тот боковой магнитопровод, в пазы которого она уложена.Known multiphase transformer (US Pat. RF №2082245, authors Singayevsky N.A., Gaytov B.Kh., etc.), containing a middle twisted magnetic core with windings and two side magnetic cores adjacent to the ends of the middle magnetic core through non-magnetic gaskets, and the middle twisted the magnetic circuit and two side wound magnetic circuits are made toroidal, at the ends of the middle magnetic circuit there are grooves in which the primary three-phase winding covering this magnetic circuit is laid, and at the ends of the side magnetic circuits adjacent to the average magnetic toprovodu by nonmagnetic spacers, the grooves are made in which two secondary multiphase windings, each of which covers one side stacked magnetic core in the slots which it is stacked.

Существенным недостатком такого многофазного трансформатора является невозможность обеспечения регулирования фазы выходного напряжения, т.е. невозможность использования его в качестве фазорегулятора ввиду того, что магнитопроводы многофазного трансформатора выполнены взаимно неподвижными.A significant disadvantage of such a multi-phase transformer is the impossibility of ensuring the regulation of the output voltage phase, i.e. the impossibility of using it as a phase regulator due to the fact that the magnetic circuits of a multiphase transformer are mutually fixed.

Этих недостатков лишен многофазный трансформатор-фазорегулятор (пат. РФ №2139586, авторы Гайтов Б.Х., Кашин Я.М., Сингаевский Н.А. и др.), являющийся наиболее близким к изобретению по технической и физической сущности и принятый автором за прототип. Известный из пат. РФ №2139586 многофазный трансформатор-фазорегулятор содержит два тороидальных магнитопровода с пазами, в которые уложены первичная трехфазная и вторичная многофазная обмотки, при этом тороидальный магнитопровод со вторичной многофазной обмоткой выполнен подвижным относительно неподвижного тороидального магнитопровода с первичной трехфазной обмоткой, для чего установлена самотормозящаяся червячная передача, жестко связанная с подвижным тороидальным магнитопроводом, а между тороидальными магнитопроводами имеется воздушный зазор, необходимый для их взаимного перемещения.These shortcomings are deprived of a multi-phase transformer-phase regulator (US Pat. RF №2139586, authors Gaytov B.Kh., Kashin Ya.M., Singaevsky N.A. and others), which is closest to the invention by its technical and physical essence and accepted by the author for the prototype. Known from US Pat. RF No. 2139586 multiphase transformer phase regulator contains two toroidal magnetic cores with grooves in which primary three-phase and secondary multiphase windings are stacked, while the toroidal magnetic conductor with the secondary multiphase winding is made movable relative to the fixed toroidal magnetic conductor with the primary three-phase winding, the application, after the application, was set by the application; rigidly connected with a movable toroidal magnetic circuit, and between the toroidal magnetic circuits there is an air gap, quired for their mutual displacement.

Однако, выходное напряжение, снимаемое со вторичной многофазной обмотки известного из пат. РФ №2139586 многофазного трансформатора-фазорегулятора нестабильно по частоте и зависит от частоты напряжения, подаваемого на его первичную трехфазную обмотку. Поэтому такой трансформатор-фазорегулятор не может быть использован для обеспечения многофазным напряжением потребителей, критичных к частоте питающего напряжения.However, the output voltage removed from the secondary multi-phase winding known from US Pat. Of the Russian Federation №2139586 multiphase transformer phase regulator unstable in frequency and depends on the frequency of the voltage supplied to its primary three-phase winding. Therefore, such a transformer-phase regulator cannot be used to provide consumers with a multiphase voltage that is critical to the frequency of the supply voltage.

Задачей заявленного изобретения является усовершенствование многофазного трансформатора-регулятора, позволяющее расширить область его применения.The objective of the claimed invention is the improvement of multi-phase transformer-regulator, allowing to expand the scope of its application.

Технический результат заявленного изобретения - обеспечение возможности регулирования выходного напряжения по частоте.The technical result of the claimed invention is the provision of the possibility of regulating the output voltage in frequency.

Технический результат достигается тем, что в многофазном фазочастотном трансформаторе-регуляторе, содержащем два аксиальных магнитопровода с пазами, в которые уложены первичная трехфазная и вторичная многофазная обмотки, причем аксиальный магнитопровод со вторичной многофазной обмоткой выполнен с возможностью вращения относительно неподвижного аксиального магнитопровода с первичной трехфазной обмоткой вокруг их общей оси симметрии, а между аксиальными магнитопроводами имеется воздушный зазор, необходимый для их взаимного перемещения, дополнительно в верхней части корпуса устанавливаются корректирующий двигатель, вал которого закреплен в подшипниковых узлах, и корректор-задатчик фазы и частоты, имеющий первый и второй входы, в нижней части вала корректирующего двигателя устанавливаются токосъемные кольца, выполняемые в форме концентрических окружностей и соединяемые с фазами вторичной многофазной обмотки, а в нижней части корпуса устанавливаются скользящие контакты, при этом аксиальный магнитопровод с вторичной многофазной обмоткой жестко закрепляется на валу корректирующего двигателя посредством диска, к первичной трехфазной обмотке подключается первый вход, а к вторичной многофазной обмотке - второй вход корректора-задатчика фазы и частоты, выход которого подключается ко входу корректирующего двигателя.The technical result is achieved by the fact that in a multiphase phase-frequency transformer-regulator containing two axial magnetic cores with grooves containing primary three-phase and secondary multiphase windings, the axial magnetic circuit with secondary multiphase winding being rotatable relative to a fixed axial magnetic core with a primary three-phase winding their common axis of symmetry, and between the axial magnetic cores there is an air gap necessary for their mutual displacement Additionally, in the upper part of the housing, a correction motor is installed, the shaft of which is fixed in the bearing assemblies, and the phase and frequency corrector, which has the first and second inputs, collector rings are installed in the lower part of the shaft of the correction motor, which are made in the form of concentric circles and connected to the phases of the secondary multi-phase winding and sliding contacts are installed in the lower part of the case, while the axial magnetic circuit with the secondary multi-phase winding is rigidly fixed to The first input is connected to the shaft of the corrective motor via a disk, the first three-phase winding is connected, and the second input of the phase and frequency equalizer-adjuster, the output of which is connected to the input of the corrective motor, is connected to the secondary multiphase winding.

Предлагаемое изобретение, выполняя функцию преобразования трехфазного напряжения в многофазное и регулирования фазы выходного напряжения, как и прототип, в тоже время в отличие от него позволяет расширить область его применения за счет обеспечения возможности регулирования частоты выходного напряжения.The present invention, performing the function of converting a three-phase voltage into a multiphase and controlling the phase of the output voltage, like the prototype, at the same time, in contrast, allows it to expand its scope by providing the ability to control the frequency of the output voltage.

Возможность регулирования частоты выходного напряжения достигается дополнительной установкой в верхней части корпуса предлагаемого многофазного фазочастотного трансформатора-регулятора корректирующего двигателя и корректора-задатчика фазы и частоты, имеющего первый и второй входы, установкой в нижней части вала корректирующего двигателя токосъемных колец, выполняемых в форме концентрических окружностей и соединяемых с фазами вторичной многофазной обмотки, установкой в нижней части корпуса скользящих контактов, жестком закреплении на валу корректирующего двигателя посредством диска аксиального магнитопровода с вторичной многофазной обмоткой, подключением к первичной трехфазной обмотке первого входа, а к вторичной многофазной обмотке - второго входа корректора-задатчика фазы и частоты и подключением его выхода ко входу корректирующего двигателя.The ability to control the frequency of the output voltage is achieved by additional installation in the upper part of the housing of the proposed multiphase phase-frequency transformer-regulator corrective motor and phase-frequency corrector, having first and second inputs, installing collector rings made in the form of concentric circles and connected to the phases of the secondary multi-phase winding, installing sliding contacts in the lower part of the housing, rigidly fixed on the shaft of the correction motor by means of an axial magnetic disk with a secondary multiphase winding, connecting to the primary three-phase winding of the first input, and to the secondary multiphase winding - the second input of the equalizer-phase and frequency corrector and connecting its output to the input of the correcting motor.

Корректор-задатчик фазы и частоты, имеющий первый и второй входы, позволяет установить заданные значения фазы и частоты выходного напряжения предлагаемого трансформатора-регулятора и сравнить фактические значения фазы и частоты выходного напряжения с заданными. Корректирующий двигатель позволяет поворачивать подвижный аксиальный магнтитопровод с вторичной многофазной обмоткой относительно неподвижного аксиального магнитопровода с первичной трехфазной обмоткой до устранения рассогласования по фазе, а также вращать подвижный аксиальный магнитопровод с вторичной многофазной обмоткой относительно неподвижного аксиального магнитопровода с первичной трехфазной обмоткой до устранения рассогласования по частоте.Phase and frequency corrector, having first and second inputs, allows you to set the specified phase and frequency of the output voltage of the proposed transformer-regulator and compare the actual values of the phase and frequency of the output voltage with the specified ones. Correction motor allows rotation of the movable magntitoprovod axial with the secondary winding of the multiphase relatively fixed axial magnetic core to the primary winding of the three-phase to eliminate the phase error, and an axial moving magnetic rotate with the secondary winding of the multiphase relatively fixed axial magnetic core to the primary winding of the three-phase to eliminate the error in frequency.

Установка в нижней части вала корректирующего двигателя токосъемных колец, выполняемых в форме концентрических окружностей и соединяемых с фазами вторичной многофазной обмотки, а также установка в нижней части корпуса скользящих контактов позволяют соединять фазы вторичной многофазной обмотки со вторым входом корректора задатчика фазы и частоты. Это позволяет сравнить фазу и частоту выходного напряжения с заданными, и соответственно обеспечить возможность их регулирования.Installation in the lower part of the shaft of the correction motor of slip rings, made in the form of concentric circles and connected to the phases of the secondary multiphase winding, as well as the installation of sliding contacts in the lower part of the housing allow the phases of the secondary multiphase winding to be connected to the second input of the phase and frequency equalizer. This allows you to compare the phase and frequency of the output voltage with the set, and accordingly to ensure the possibility of their regulation.

Жесткое закрепление на валу корректирующего двигателя посредством диска аксиального магнитопровода с вторичной многофазной обмоткой позволяет вращать этот магнитопровод относительно аксиального магнитопровода с первичной трехфазной обмоткой с соответствующей угловой скоростью, что в свою очередь позволяет увеличивать или уменьшать частоту выходного напряжения, доводя ее до заданной.Hard fixing on the shaft of the correction motor by means of an axial magnetic disk with a secondary multiphase winding allows this magnetic core to rotate relative to the axial magnetic core with a primary three-phase winding with a corresponding angular speed, which in turn allows increasing or decreasing the frequency of the output voltage, bringing it to the desired value.

Подключение первого входа корректора-задатчика фазы и частоты к первичной трехфазной обмотке, а второго входа - к вторичной многофазной обмотке позволяет сравнить значения фазы и частоты входного и выходного напряжения, измерить отклонение их от заданного, сформировать напряжение, пропорциональное этим отклонениям и благодаря подключению выхода корректора-задатчика фазы и частоты ко входу корректирующего двигателя обеспечить поворот или вращение аксиального магнитопровода с вторичной многофазной обмоткой относительно аксиального магнитопровода с первичной трехфазной обмоткой на соответствующий угол или с соответствующей угловой скоростью.Connecting the first input of the phase equalizer and frequency to the primary three-phase winding, and the second input to the secondary multiphase winding allows you to compare the phase and frequency values of the input and output voltage, measure their deviation from the set value, form a voltage proportional to these deviations and by connecting the corrector output - phase and frequency transducer to the input of the correction motor to ensure rotation or rotation of the axial magnetic core with the secondary multiphase winding relative to the axial the magnetic core with the primary three-phase winding at the appropriate angle or with the appropriate angular velocity.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого многофазного фазо-частотного трансформатора-регулятора в разрезе, на фиг. 2 - схема соединения его обмоток и подключения корректора-задатчика фазы и частоты и корректирующего двигателя, на фиг. 3 - векторная диаграмма для одной фазы.FIG. 1 shows a general view of the proposed multiphase phase-frequency transformer-regulator in section, FIG. 2 is a diagram of the connection of its windings and the connection of the phase and frequency equalizer-corrector and the correction motor; FIG. 3 - vector diagram for one phase.

Многофазный фазо-частотный трансформатор-регулятор содержит (фиг. 1): корпус 1, неподвижный аксиальный магнитопровод 2 с первичной трехфазной обмоткой 3, аксиальный магнитопровод 5 со вторичной многофазной (на фиг. 2 - девятифазной) обмоткой 4, выполненный с возможностью вращения относительно неподвижного аксиального магнитопровода 2 с первичной трехфазной обмоткой 3 вокруг их общей оси симметрии, корректирующий двигатель 8, вал 9 которого закреплен в подшипниковых узлах 7 и 13, корректор-задатчик фазы и частоты 10, имеющий два входа. Между аксиальными магнитопроводами 2 и 5 имеется воздушный зазор, необходимый для их взаимного перемещения.The multiphase phase-frequency transformer-regulator contains (Fig. 1): case 1, stationary axial magnetic circuit 2 with primary three-phase winding 3, axial magnetic conductor 5 with secondary multiphase (in Fig. 2 - nine-phase) winding 4, which is rotatable relative to stationary axial magnetic circuit 2 with primary three-phase winding 3 around their common axis of symmetry, corrective motor 8, shaft 9 of which is fixed in bearing assemblies 7 and 13, phase offset and frequency corrector 10 having two inputs. Between the axial magnetic cores 2 and 5 there is an air gap necessary for their mutual movement.

В нижней части вала 9 корректирующего двигателя 8 установлены токосъемные кольца 11, выполненные в форме концентрических окружностей и соединенные с фазами вторичной многофазной обмотки 4, а в нижней части корпуса 1 установлены скользящие контакты 12. Аксиальный магнитопровод 5 с вторичной многофазной обмоткой 4, выполненный с возможностью вращения относительно неподвижного аксиального магнитопровода 2, жестко закреплен на валу 9 корректирующего двигателя 8 посредством диска 6. К первичной трехфазной обмотке 3 подключен первый вход, а к вторичной многофазной обмотке 4 - второй вход корректора-задатчика фазы и частоты 10, выход которого подключен ко входу корректирующего двигателя 8.In the lower part of the shaft 9 of the correction motor 8, collector rings 11 are installed, made in the form of concentric circles and connected to the phases of the secondary multiphase winding 4, and sliding contacts 12 are installed in the lower part of the housing 1. The axial magnetic circuit 5 with the secondary multiphase winding 4 is configured to rotation relative to the fixed axial magnetic circuit 2, is rigidly fixed on the shaft 9 of the correction motor 8 by means of the disk 6. The first input is connected to the primary three-phase winding 3, and ary polyphase winding 4 - a second input of the equalizer and phase-frequency setter 10, whose output is connected to an input of the correction motor 8.

Многофазный фазо-частотный трансформатор-регулятор работает следующим образом.Multiphase phase-frequency transformer-regulator operates as follows.

При подключении первичной трехфазной обмотки 3, уложенной в пазы неподвижного аксиального магнитопровода 2 к питающей сети напряжением U1 в воздушном зазоре многофазного фазо-частотного траснфор-матора-регулятора создается вращающееся магнитное поле, которое, взаимодействуя со вторичной многофазной обмоткой 4, уложенной в пазы подвижного аксиального магнитопровода 5, наводит в ней многофазную ЭДС. Эта ЭДС через установленные в нижней части вала 9 корректирующего двигателя 8 токосъемные кольца 11 подается на установленные в нижней части корпуса 1 скользящие контакты 12 и с них - к потребителям.When connecting the primary three-phase winding 3, laid in the grooves of the stationary axial magnetic core 2 to the supply network with a voltage U 1 in the air gap of the multiphase phase-frequency transducer-regulator matrix creates a rotating magnetic field, which, interacting with the secondary multi-phase winding 4, laid in the slots of the moving axial magnetic circuit 5, it induces a multi-phase EMF. This EMF through installed in the lower part of the shaft 9 correction engine 8 collector rings 11 is supplied to the sliding contacts 12 installed in the lower part of the housing 1 and from them to the consumers.

Фаза ЭДС во вторичной многофазной обмотке 4 зависит от первоначального взаимного расположения осей вторичной многофазной 4 и первичной трехфазной 3 обмоток, уложенных в пазы аксиального магнитопровода 5 и неподвижного аксиального магнитопровода 2 соответственно.The phase of the EMF in the secondary multiphase winding 4 depends on the initial mutual arrangement of the axes of the secondary multiphase 4 and primary three-phase 3 windings laid in the grooves of the axial magnetic core 5 and the fixed axial magnetic core 2, respectively.

Регулирование фазы выходного напряжения осуществляется следующим образом. Корректором-задатчиком фазы и частоты 10 устанавливается заданное значение фазы выходной ЭДС Е2 (а при подключении нагрузки - фазы выходного напряжения U2). На первый вход корректора-задатчика фазы и частоты 10 подается напряжение первичной трехфазной обмотки 3, подключенной к питающей сети, а на его второй вход - ЭДС вторичной многофазной обмотки 4. В корректоре-задатчике фазы и частоты 10 фазы напряжения первичной трехфазной обмотки 3 и ЭДС вторичной многофазной обмотки 4 сравниваются. Если фактическое значение фазы ЭДС вторичной многофазной обмотки 4 отличается от заданного, то на выходе корректора-задатчика фазы и частоты 10 формируется напряжение, пропорциональное этому отклонению. Это напряжение подается на вход корректирующего двигателя 8, вал 9 которого закреплен в подшипниковых узлах 7 и 13. Под действием этого напряжения корректирующий двигатель 8 поворачивает аксиальный магнитопровод 5 со вторичной многофазной обмоткой 4, жестко закрепленный на валу 9 посредством диска 6, относительно неподвижного аксиального магнитопровода 2 с первичной трехфазной обмоткой 3 вокруг их общей оси симметрии на определенный угол, что приводит к соответствующему повороту вектора ЭДС Е2 (см. фиг.3, на которой стрелками показаны возможные направления перемещения вектора ЭДС E2, а, следовательно, и вектора напряжения U2 при подключении нагрузки) вторичной многофазной обмотки 4 относительно вектора напряжения U1, подаваемого на первичную трехфазную обмотку 3 из питающей сети, при постоянной величине ЭДС Е2, т.е. приводит к соответствующему изменению фазы ЭДС Е2, а, значит, и вектора напряжения U2.Regulation phase output voltage is as follows. The phase and frequency setting equalizer 10 sets the specified value of the phase of the output EMF E 2 (and when the load is connected, the phase of the output voltage U 2 ). The first input of the phase adjuster and frequency 10 is supplied with the voltage of the primary three-phase winding 3 connected to the supply mains, and its second input is the voltage of the secondary multiphase winding 4. In the phase adjuster corrector of the phase and frequency 10 of the voltage phase of the primary three-phase winding 3 and EMF secondary multi-phase winding 4 are compared. If the actual value of the phase emf of the secondary multiphase winding 4 is different from the set value, then a voltage proportional to this deviation is generated at the output of the phase setting corrector and frequency 10. This voltage is applied to the input of the correction motor 8, the shaft 9 of which is fixed in the bearing assemblies 7 and 13. Under the action of this voltage, the correction motor 8 turns the axial magnetic circuit 5 with the secondary multiphase winding 4 rigidly fixed on the shaft 9 by means of a disk 6, a relatively fixed axial magnetic core 2 with a primary three-phase winding 3 around their common axis of symmetry at a certain angle, which leads to a corresponding rotation of the EMF vector E 2 (see FIG. 3, where the arrows indicate the possible The direction of movement of the EMF vector E 2, and, therefore, the voltage vector U 2 when the load is connected) of the secondary multiphase winding 4 relative to the voltage vector U 1 supplied to the primary three-phase winding 3 from the mains, at a constant value of EMF E 2 , t. e. leads to a corresponding change in the phase of the EMF E 2 , and, therefore, the voltage vector U 2 .

Регулирование частоты выходного напряжения осуществляется следующим образом. Корректором-задатчиком фазы и частоты 10 устанавливается заданное значение частоты выходной ЭДС Е2 (а при подключении нагрузки - фазы выходного напряжения U2). На второй вход корректора-задатчика фазы и частоты 10 подается ЭДС вторичной многофазной обмотки 4. В корректоре-задатчике фазы и частоты 10 сравниваются фактическая частота ЭДС вторичной многофазной обмотки 4 с заданной. Если фактическое значение частоты ЭДС вторичной многофазной обмотки 4 отличается от заданного, то на выходе корректора-задатчика фазы и частоты 10 формируется напряжение, пропорциональное этому отклонению. Это напряжение подается на вход корректирующего двигателя 8, под действием которого он вращает подвижный аксиальный магнитопровод 5 со вторичной многофазной обмоткой 4 относительно неподвижного аксиального магнитопровода 2 с первичной трехфазной обмоткой 3 вокруг их общей оси симметрии с угловой скоростью, равной отклонению фактического значения частоты выходного напряжения U2 от заданного, определяемой по формуле:The frequency control of the output voltage is as follows. The phase and frequency setting equalizer 10 sets the setpoint frequency of the output EMF E 2 (and when the load is connected, the output voltage phase U 2 ). The second input of the phase adjuster and the frequency 10 is supplied to the EMF of the secondary multiphase winding 4. In the phase phase adjuster and the frequency adjuster 10, the actual frequency of the EMF of the secondary multiphase winding 4 is compared with the given one. If the actual value of the EMF frequency of the secondary multiphase winding 4 differs from the set one, then a voltage proportional to this deviation is generated at the output of the phase setting corrector and frequency 10. This voltage is applied to the input of the correction motor 8, under the action of which it rotates the movable axial magnetic core 5 with the secondary multiphase winding 4 relative to the fixed axial magnetic core 2 with the primary three-phase winding 3 around their common axis of symmetry with an angular speed equal to the deviation of the actual value of the output voltage U 2 from the given, determined by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где

Figure 00000002
- угловая скорость вращения аксиального магнитопровода 5 с вторичной многофазной обмоткой 4; ω2зад=2πƒ2зад (ƒ2зад - заданное значение частоты выходного напряжения U2); ω2факт=2πƒ2факт (ƒ2факт - фактическое значение частоты выходного напряжения U2).Where
Figure 00000002
- the angular velocity of rotation of the axial magnetic circuit 5 with the secondary multi-phase winding 4; ω 2 back = 2πƒ 2 back (ƒ 2 back - the specified frequency of the output voltage U 2 ); ω 2 fact = 2πƒ 2 fact (ƒ 2 fact - the actual frequency of the output voltage U 2 ).

Claims (1)

Многофазный фазочастотный трансформатор-регулятор, содержащий корпус, два аксиальных магнитопровода с пазами, в которые уложены первичная трехфазная и вторичная многофазная обмотки, причем аксиальный магнитопровод со вторичной многофазной обмоткой выполнен с возможностью вращения относительно неподвижного аксиального магнитопровода с первичной трехфазной обмоткой вокруг их общей оси симметрии, а между аксиальными магнитопроводами имеется воздушный зазор, необходимый для их взаимного перемещения, отличающийся тем, что в верхней части корпуса дополнительно установлены корректирующий двигатель, вал которого закреплен в подшипниковых узлах, и корректор-задатчик фазы и частоты, имеющий первый и второй входы, в нижней части вала корректирующего двигателя установлены токосъемные кольца, выполненные в форме концентрических окружностей и соединенные с фазами вторичной многофазной обмотки, а в нижней части корпуса установлены скользящие контакты, при этом аксиальный магнитопровод с вторичной многофазной обмоткой жестко закреплен на валу корректирующего двигателя посредством диска, к первичной трехфазной обмотке подключен первый вход, а к вторичной многофазной обмотке второй вход корректора-задатчика фазы и частоты, выход которого подключен ко входу корректирующего двигателя.Multiphase phase-frequency transformer-regulator, comprising a housing, two axial magnetic cores with grooves containing primary three-phase and secondary multiphase windings, the axial magnetic circuit with secondary multiphase winding being able to rotate a relatively fixed axial magnetic circuit with a primary three-phase winding around their common axis of symmetry and between the axial magnetic cores there is an air gap, necessary for their mutual movement, characterized in that in the upper part The body is additionally fitted with a correction motor, the shaft of which is fixed in bearing assemblies, and a phase and frequency corrector that has first and second inputs, current collector rings made in the form of concentric circles and connected to the phases of the secondary multiphase winding are installed in the lower part of the shaft of the correction motor , and sliding contacts are installed in the lower part of the case, while the axial magnetic circuit with the secondary multiphase winding is rigidly fixed to the shaft of the correction motor along means the disk, to the primary three-phase winding is connected to the first input, and to the secondary multiphase winding the second input of the equalizer-setter phase and frequency, the output of which is connected to the input of the corrective motor.
RU2018128815A 2018-08-06 2018-08-06 Multiphase phase-frequency transformer-regulator RU2689121C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018128815A RU2689121C1 (en) 2018-08-06 2018-08-06 Multiphase phase-frequency transformer-regulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018128815A RU2689121C1 (en) 2018-08-06 2018-08-06 Multiphase phase-frequency transformer-regulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2689121C1 true RU2689121C1 (en) 2019-05-24

Family

ID=66636756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018128815A RU2689121C1 (en) 2018-08-06 2018-08-06 Multiphase phase-frequency transformer-regulator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2689121C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2849674A (en) * 1955-05-02 1958-08-26 Gen Engineering Company Ltd Frequency multiplying transformer
EP0680060A1 (en) * 1994-04-26 1995-11-02 Eaton Corporation Rotary transformer
RU2082245C1 (en) * 1994-11-08 1997-06-20 Сингаевский Николай Алексеевич Multiphase transformer
RU2139586C1 (en) * 1998-04-06 1999-10-10 Кубанский государственный технологический университет Multiphase transformer-phase shifter
RU2168785C2 (en) * 1998-04-06 2001-06-10 Кубанский государственный технологический университет Axial induction regulator
WO2009128724A1 (en) * 2008-04-14 2009-10-22 Aker Engineering & Technology As Rotary transformer
US20180122565A1 (en) * 2015-05-11 2018-05-03 Technische Hochschule Koeln Converter device and coil arrangement for a voltage regulator

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2849674A (en) * 1955-05-02 1958-08-26 Gen Engineering Company Ltd Frequency multiplying transformer
EP0680060A1 (en) * 1994-04-26 1995-11-02 Eaton Corporation Rotary transformer
RU2082245C1 (en) * 1994-11-08 1997-06-20 Сингаевский Николай Алексеевич Multiphase transformer
RU2139586C1 (en) * 1998-04-06 1999-10-10 Кубанский государственный технологический университет Multiphase transformer-phase shifter
RU2168785C2 (en) * 1998-04-06 2001-06-10 Кубанский государственный технологический университет Axial induction regulator
WO2009128724A1 (en) * 2008-04-14 2009-10-22 Aker Engineering & Technology As Rotary transformer
US20180122565A1 (en) * 2015-05-11 2018-05-03 Technische Hochschule Koeln Converter device and coil arrangement for a voltage regulator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Adkins et al. Polyphase commutator machines
Walker Operating characteristics of salient-pole machines
RU2689121C1 (en) Multiphase phase-frequency transformer-regulator
US9450522B2 (en) Field control device, method of field control, and synchronous rotating machine
RU2686084C1 (en) Axial multiphase stabilized transformer-phase regulator
RU2139586C1 (en) Multiphase transformer-phase shifter
US4218645A (en) Asynchronous machines
RU2168785C2 (en) Axial induction regulator
JPS61247299A (en) Operation controlling method for variable speed generator system
RU2601952C1 (en) Axial controlled contactless engine-generator
US2246372A (en) Variable speed alternating current motor
Maljković et al. Large turbogenerator's synchronous reactance's load dependence determined by measurements
US2573494A (en) Adjustable frequency commutator generator
US1778599A (en) Speed and power factor control of induction machines
US771299A (en) Apparatus for regulating electric currents.
US1164223A (en) Stabilized commutator-machine.
RU2256973C1 (en) Axial induction regulator
JP2013187932A (en) Power generating plant
Nabeta et al. INDUCTION VOLTAGE REGULATOR IN DISTRIBUTION NETWORK SYSTEM
US1376423A (en) Phase distributing system
US1423959A (en) Frequency changer
US2380265A (en) Adjustable transformer regulator
SU799084A1 (en) Multi-pole rotary transformer
RU2170971C2 (en) Twin axial induction regulator
US2392426A (en) Regulating system for dynamoelectric machines