RU91182U1 - VOLTAGE FILTER OF SYMMETRIC COMPONENTS BASED ON A TRANSFORMER WITH A ROTATING MAGNETIC FIELD - Google Patents

VOLTAGE FILTER OF SYMMETRIC COMPONENTS BASED ON A TRANSFORMER WITH A ROTATING MAGNETIC FIELD Download PDF

Info

Publication number
RU91182U1
RU91182U1 RU2009142506/22U RU2009142506U RU91182U1 RU 91182 U1 RU91182 U1 RU 91182U1 RU 2009142506/22 U RU2009142506/22 U RU 2009142506/22U RU 2009142506 U RU2009142506 U RU 2009142506U RU 91182 U1 RU91182 U1 RU 91182U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
winding
input
filter
phase
windings
Prior art date
Application number
RU2009142506/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Андреевич Коробейников
Татьяна Евгеньевна Беседина
Евгений Алексеевич Беседин
Александр Михайлович Смаглиев
Михаил Владимирович Богач
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ")
Priority to RU2009142506/22U priority Critical patent/RU91182U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU91182U1 publication Critical patent/RU91182U1/en

Links

Landscapes

  • Filters And Equalizers (AREA)

Abstract

Фильтр напряжения симметричных составляющих на основе трансформатора с вращающимся магнитным полем, содержащий тороидальный сердечник, на котором размещены первичные обмотки, состоящие для каждой из трех фаз из двух обмоток, расположенных относительно друг друга со сдвигом на 90° для получения вращающегося магнитного поля, причем количество витков первой обмотки больше в два раза, чем второй, балластного резистора и конденсатора, причем начало первой обмотки соединено с концом второй обмотки, образуя при этом первый вход фильтра, конец первой обмотки с конденсатором, затем конденсатор соединен с резистором, который, в свою очередь, соединен с началом второй обмотки, образуя второй вход фильтра, а также многофазные вторичные обмотки, подключаемые к входу многофазного выпрямителя.A voltage filter of symmetrical components based on a transformer with a rotating magnetic field, containing a toroidal core, on which primary windings are located, consisting of two windings for each of the three phases, located relative to each other with a 90 ° shift to produce a rotating magnetic field, the number of turns the first winding is twice as much as the second, the ballast resistor and capacitor, and the beginning of the first winding is connected to the end of the second winding, thus forming the first input of the filter, the end the first winding with a capacitor, then the capacitor is connected to a resistor, which, in turn, is connected to the beginning of the second winding, forming a second filter input, as well as multiphase secondary windings connected to the input of the multiphase rectifier.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике, а точнее к устройствам, предназначенным для выделения симметричных составляющих электрического сигнала, и может быть использовано в составе устройств измерения, защиты и сигнализации трехфазных систем переменного тока.The utility model relates to measuring equipment, and more specifically to devices designed to isolate the symmetrical components of an electrical signal, and can be used as part of devices for measuring, protecting and signaling three-phase AC systems.

Известен однофазный трансформатор с вращающимся магнитным полем (патент №2333562, по кл. МПК Н01F 30/14), наиболее близкий к заявляемой полезной модели по конструктивному исполнению, который содержит четыре первичные обмотки, расположенные на тороидальном сердечнике, балластные резистор и индуктивность, многофазные вторичные обмотки, причем начало первой обмотки соединено с концом второй обмотки, образуя при этом первый вход устройства, конец первой обмотки с концом третьей обмотки, конец второй обмотки с концом четвертой обмотки, конец третьей обмотки - с балластной индуктивностью, а начало четвертой обмотки - с балластным резистором, другие концы которых образуют при соединении - второй вход устройства, а для получения вращающегося магнитного поля первая, вторая, третья и четвертая обмотки расположены друг относительно друга на тороидальном магнитном сердечнике со сдвигом на 90° при этом количество витков первой и четвертой обмоток больше в два раза, чем второй и третьей.Known single-phase transformer with a rotating magnetic field (patent No. 2333562, class. IPC H01F 30/14), closest to the claimed utility model in design, which contains four primary windings located on the toroidal core, ballast resistor and inductance, multiphase secondary windings, with the beginning of the first winding connected to the end of the second winding, forming the first input of the device, the end of the first winding with the end of the third winding, the end of the second winding with the end of the fourth winding, end third th winding with ballast inductance, and the beginning of the fourth winding with a ballast, the other ends of which form a second input of the device when connected, and to obtain a rotating magnetic field, the first, second, third and fourth windings are located relative to each other on a toroidal magnetic core with a shift of 90 ° with the number of turns of the first and fourth windings twice as large as the second and third.

Однофазный трансформатор с вращающимся магнитным полем близок к заявляемому фильтру напряжения симметричных составляющих по наибольшему количеству конструктивных признаков, но не может быть использован в качестве фильтра симметричных составляющих.A single-phase transformer with a rotating magnetic field is close to the claimed voltage filter of the symmetrical components by the largest number of design features, but cannot be used as a filter of symmetrical components.

Также известен фильтр симметричных составляющих электрического сигнала (патент №2209441 по кл. МПК G01R 29/16), наиболее близкий к заявляемой полезной модели по своей технической сущности и достигаемому результату, в котором зажим фазы А контролируемого сигнала подключен к первому входу первого сумматора, зажим фазы В связан через инвертирующий вход первого блока дифференцирования со вторым входом первого сумматора, а через инвертирующий вход первого пропорционального блока - с третьим входом первого сумматора, зажим фазы С связан через неинвертирующий вход второго блока дифференцирования с четвертым входом первого сумматора, а через инвертирующий вход второго пропорционального блока - с пятым входом первого сумматора, выход которого через неинвертирующий вход третьего пропорционального блока связан с первым выходом устройства, дополнительно содержит третий и четвертый блоки дифференцирования, второй и третий сумматоры и четвертый и пятый пропорциональные блоки, причем зажим фазы А дополнительно подключен к первому входу второго сумматора и к первому входу третьего сумматора, зажим фазы В дополнительно подключен ко второму входу второго сумматора, со вторым входом третьего сумматора соединен через неинвертирующий вход третьего блока дифференцирования, а с третьим входом третьего сумматора - через инвертирующий вход первого пропорционального блока, причем выход второго сумматора через неинвертирующий вход четвертого пропорционального блока связан со вторым выходом устройства, зажим фазы С дополнительно подключен к третьему входу второго сумматора, с четвертым входом третьего сумматора соединен через инвертирующий вход четвертого блока дифференцирования, а с пятым входом третьего сумматора - через инвертирующий вход второго пропорционального блока, причем выход третьего сумматора через неинвертирующий вход пятого пропорционального блока связан с третьим выходом устройства.Also known is a filter of symmetrical components of an electric signal (patent No. 2209441, class IPC G01R 29/16), which is closest to the claimed utility model in its technical essence and the achieved result, in which the phase A clamp of the controlled signal is connected to the first input of the first adder, the clamp phase B is connected through the inverting input of the first differentiation unit to the second input of the first adder, and through the inverting input of the first proportional unit to the third input of the first adder, the clamp of phase C is connected through non-inv the rotary input of the second differentiation block with the fourth input of the first adder, and through the inverting input of the second proportional block, with the fifth input of the first adder, the output of which is connected through the non-inverting input of the third proportional block to the first output of the device, additionally contains the third and fourth differentiation blocks, the second and third adders and the fourth and fifth proportional blocks, and the phase A clamp is additionally connected to the first input of the second adder and to the first input of the third sum ator, phase B clamp is additionally connected to the second input of the second adder, connected to the second input of the third adder through the non-inverting input of the third differentiation unit, and to the third input of the third adder through the inverting input of the first proportional unit, and the output of the second adder through the non-inverting input of the fourth proportional unit connected to the second output of the device, the phase C clamp is additionally connected to the third input of the second adder, connected to the fourth input of the third adder without the inverting input of the fourth differentiation block, and with the fifth input of the third adder through the inverting input of the second proportional block, and the output of the third adder through the non-inverting input of the fifth proportional block is connected to the third output of the device.

Для реализации фильтра симметричных составляющих электрического сигнала требуется сложная электронная база полупроводниковых элементов, что, по сравнению с предлагаемой полезной моделью, снижает общую надежность работы устройства и повышает его стоимость.To implement a filter of symmetrical components of an electric signal, a complex electronic base of semiconductor elements is required, which, compared with the proposed utility model, reduces the overall reliability of the device and increases its cost.

Задачей полезной модели является совершенствование защиты элементов систем электроснабжения при несимметричных коротких замыканиях.The objective of the utility model is to improve the protection of elements of power supply systems in case of asymmetric short circuits.

Техническим результатом является повышение надежности систем электроснабжения за счет повышения точности срабатывания релейной защиты и противоаварийной автоматики в несимметричных аварийных режимах.The technical result is to increase the reliability of power supply systems by improving the accuracy of relay protection and emergency automation in asymmetric emergency conditions.

Указанный технический результат достигается тем, что фильтр напряжения симметричных составляющих на основе трансформатора с вращающимся магнитным полем включает в себя тороидальный сердечник, на котором размещены первичные обмотки, состоящие для каждой из трех фаз из двух обмоток, расположенных друг относительно друга со сдвигом на 90° для получения вращающегося магнитного поля, причем количество витков первой обмотки больше в два раза, чем второй, балластного резистора и конденсатора, причем начало первой обмотки соединено с концом второй обмотки, образуя при этом первый вход устройства, конец первой обмотки с конденсатором, затем конденсатор соединен с резистором, который, в свою очередь, соединен с началом второй обмотки, образуя второй вход устройства, а также многофазные вторичные обмотки, подключаемые к входу многофазного выпрямителя.The specified technical result is achieved in that the voltage filter of the symmetrical components based on a transformer with a rotating magnetic field includes a toroidal core on which primary windings are located, consisting of two windings for each of the three phases, located relative to each other with a 90 ° shift for obtaining a rotating magnetic field, and the number of turns of the first winding is twice as large as the second, ballast resistor and capacitor, and the beginning of the first winding is connected to the end in In this case, forming the first input of the device, the end of the first winding with a capacitor, then the capacitor is connected to a resistor, which, in turn, is connected to the beginning of the second winding, forming the second input of the device, as well as multiphase secondary windings connected to the input of the multiphase rectifier .

Разработанный фильтр напряжения симметричных составляющих на основе трансформатора с вращающимся магнитным полем реализован для каждой из трех фаз следующим образом: зажимы 2 и 3 фильтра каждой фазы включены на входные напряжения. Далее, зажим 2 подключен к началу катушки 4 и к концу 5 первой обмотки, причем количество витков первой из них в два раза больше, чем во второй. Таким образом, магнитодвижущие силы двух катушек каждой из обмоток взаимовычитаются. Последовательно с катушкой 4 включены конденсатор 6 и сопротивление 7 для обеспечения необходимого угла фазового сдвига между токами обеих ветвей схемы. Вторичные обмотки 8 выполнены в виде двух систем, каждая из которых состоит из трех фаз, расположенных друг относительно друга под углом 120°. В свою очередь, эти две системы обмоток сдвинуты пространственно на угол 30° относительно друг друга. Концы отмоток подключаются к входам многофазного выпрямителя 9, выход которого образует выпрямленный сигнал напряжения прямой или обратной последовательности.The developed voltage filter of symmetrical components based on a transformer with a rotating magnetic field is implemented for each of the three phases as follows: terminals 2 and 3 of the filter of each phase are connected to the input voltages. Further, the clamp 2 is connected to the beginning of the coil 4 and to the end 5 of the first winding, and the number of turns of the first of them is two times more than in the second. Thus, the magnetomotive forces of the two coils of each of the windings are mutually subtracted. In series with the coil 4, a capacitor 6 and a resistance 7 are included to provide the necessary phase shift angle between the currents of both branches of the circuit. Secondary windings 8 are made in the form of two systems, each of which consists of three phases located relative to each other at an angle of 120 °. In turn, these two winding systems are spatially shifted at an angle of 30 ° relative to each other. The ends of the unwindings are connected to the inputs of a multiphase rectifier 9, the output of which forms a rectified voltage signal of direct or reverse sequence.

Новизна заявляемого технического решения заключается в том, что данное устройство можно реализовать с помощью совокупности обмоток, расположенных друг относительно друга под определенными углами.The novelty of the claimed technical solution lies in the fact that this device can be implemented using a combination of windings located relative to each other at certain angles.

По данным научно-технической и патентной литературы, авторам не известна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение заявленного технического результата, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения изобретательскому уровню.According to the scientific, technical and patent literature, the authors are not aware of the claimed combination of features aimed at achieving the claimed technical result, and this solution does not follow clearly from the prior art, which allows us to conclude that the solution corresponds to the inventive step.

Действие устройства основано на использовании метода симметричных составляющих. Пусть имеется система напряжений фаз А, В и С, значения которых можно определить по выражениям:The operation of the device is based on the use of the method of symmetrical components. Let there be a system of phase stresses A, B and C, the values of which can be determined by the expressions:

где Ua, Ub, Uc - амплитудные значения сигналов фаз А, В, С;where U a , U b , U c are the amplitude values of the signals of phases A, B, C;

ω - угловая частота сигнала, ω=2πƒ,ω is the angular frequency of the signal, ω = 2πƒ,

ƒ - частота сигнала;ƒ - signal frequency;

φ1 - угол, на который сигнал ub опережает сигнал ;φ 1 - the angle at which the signal u b is ahead of the signal ;

φ2 - угол, на который сигнал uc опережает сигнал ua.φ 2 is the angle by which the signal u c is ahead of the signal u a .

В соответствии с указанным методом выражение для составляющей прямой последовательности ua1 электрического сигнала фазы А имеет вид:In accordance with the specified method, the expression for the direct sequence component u a1 of the electrical signal of phase A has the form:

где а - оператор трехфазной системы;where a is the operator of a three-phase system;

aj·120°; а 2j·240°; е=2,71828…. a = e j · 120 ° ; a 2 = e j · 240 ° ; e = 2.71828 ...

Выражение для составляющей обратной последовательности ua2 электрического сигнала фазы А имеет вид:The expression for the reverse sequence component u a2 of the electrical signal of phase A has the form:

Данные напряжения обуславливают наличие токов, которые создают магнитодвижущие силы, обеспечивающие трансформацию сигналов во вторичные обмотки фильтра и описываются следующими выражениями, отражающими углы фазовых сдвигов магнитодвижущих сил:These voltages determine the presence of currents that create magnetomotive forces, which ensure the transformation of signals into secondary windings of the filter and are described by the following expressions reflecting the angles of phase shifts of magnetomotive forces:

где , , и - амплитудные значения магнитодвижущих сил фазWhere , , and - amplitude values of the magnetomotive forces of the phases

В нормальном режиме работы при рассмотрении обмоток по фазам с указанными пространственными сдвигами, получим:In normal operation, when considering the windings in phases with the indicated spatial shifts, we obtain:

При равенстве имеем:With equality we have:

Это прямая последовательность, которая образует во вторичных обмотках напряжение прямой последовательности в виде многофазной системы.При выпрямлении данного сигнала выделяется амплитудное значение напряжения прямой последовательности U1m.This is a direct sequence, which forms a direct sequence voltage in the secondary windings in the form of a multiphase system. When rectifying this signal, the amplitude value of the voltage of the direct sequence U 1m is extracted.

Если подается система векторов токов обратной последовательности, тоIf a system of negative sequence current vectors is supplied, then

В соответствие с выражением (5):In accordance with the expression (5):

Следовательно, приведенное устройство с указанным расположением обмоток образует фильтр прямой последовательности.Therefore, the above device with the indicated arrangement of the windings forms a direct sequence filter.

Для получения фильтра напряжения обратной последовательности необходимо подключить трехфазную систему напряжений так, чтобы фазы В и С имели относительно фазы А сдвиг в 240° и 120° соответственно, то есть не изменяя конструкцию устройства фильтра поменять подключаемые сигналы фазы В и С на входе фильтра местами. Тогда углы пространственных сдвигов фаз можно отразить выражениями:To obtain a reverse sequence voltage filter, it is necessary to connect a three-phase voltage system so that phases B and C have a shift of 240 ° and 120 ° relative to phase A, respectively, that is, without changing the design of the filter device, swap the connected phase B and C signals at the filter input. Then the angles of spatial phase shifts can be reflected by the expressions:

Если на вход фильтра напряжения обратной последовательности подать систему векторов прямой последовательности, получим следующие значений магнитодвижущих сил:If you apply a system of direct sequence vectors to the input of the voltage filter of the negative sequence, we obtain the following values of magnetomotive forces:

Если на вход фильтра подать систему векторов обратной последовательности, получим следующие значений магнитодвижущих сил:If a negative sequence vector system is fed to the filter input, we obtain the following values of magnetomotive forces:

Таким образом, во вторичных обмотках фильтра за счет магнитодвижущих сил fΣ вращающегося магнитного поля образуется напряжение обратной последовательности. Следовательно, приведенное устройство с указанным расположением обмоток образует фильтр напряжения обратной последовательности.Thus, in the secondary windings of the filter due to the magnetomotive forces f Σ of the rotating magnetic field, a negative sequence voltage is generated. Therefore, the above device with the specified location of the windings forms a voltage filter of the negative sequence.

В аварийном режиме работы при двухфазном коротком замыкании фаз В и С магнитодвижущие силы с учетом углов пространственных сдвигов фаз будут иметь следующие значения для вычисления составляющей прямой последовательности:In emergency operation during a two-phase short circuit of phases B and C, the magnetomotive forces, taking into account the angles of spatial phase shifts, will have the following values for calculating a component of the direct sequence:

Магнитодвижущие силы прямой последовательности:Direct sequence magnetomotive forces:

. .

При вычислении составляющей обратной последовательности магнитодвижущие силы с учетом углов пространственных сдвигов фаз будут иметь следующие значения:When calculating the component of the reverse sequence, the magnetomotive forces, taking into account the angles of spatial phase shifts, will have the following values:

Магнитодвижущие силы обратной последовательности:Inverse sequence magnetomotive forces:

Равенство магнитодвижущих сил по модулю |f|=|f| и по фазе указывает на соответствие прямой и обратной последовательностей теоретическим результатам [Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. Учебник для электротехнических и энергетичесих вузов и факультетов. M., «Энергия», 1970].Equality of magnetomotive forces modulo | f | = | f | and the phase indicates the correspondence of the direct and reverse sequences to theoretical results [S. Ulyanov Electromagnetic transients in electrical systems. Textbook for electrical and energy universities and faculties. M., "Energy", 1970].

На фигуре 1 представлена принципиальная электрическая схема первичных обмоток фильтра напряжения симметричных составляющих. На фигуре 2 изображена принципиальная электрическая схема вторичных обмоток фильтра напряжения симметричных составляющих. На фигуре на тороидальном сердечнике 1 располагаются первичные обмотки фильтра. Зажимы 2 и 3 - входные зажимы устройства каждой из трех фаз. Фильтр напряжения для каждой фазы содержит две первичных встречно включенных обмоток (4 и 5), имеющих пространственный сдвиг 90°, а так же балластные конденсатор 6 и резистор 7. В пазах тороидального сердечника 1 также уложена многофазная вторичная обмотка 8 в виде двух систем, каждая из которых состоит из трех фаз, расположенных друг относительно друга под углом 120°. В свою очередь, эти две системы обмоток сдвинуты пространственно на угол 30° относительно друг друга. Концы отмоток подключаются к входам многофазного выпрямителя 9, выход которого образует выпрямленный сигнал напряжения прямой или обратной последовательности.The figure 1 presents a circuit diagram of the primary windings of the voltage filter of the symmetrical components. The figure 2 shows a circuit diagram of the secondary windings of the voltage filter of the symmetrical components. In the figure, the primary windings of the filter are located on the toroidal core 1. Clips 2 and 3 are input terminals of the device of each of the three phases. The voltage filter for each phase contains two primary counter-connected windings (4 and 5) having a spatial shift of 90 °, as well as a ballast capacitor 6 and resistor 7. In the grooves of the toroidal core 1, a multiphase secondary winding 8 is also laid in the form of two systems, each of which consists of three phases located relative to each other at an angle of 120 °. In turn, these two winding systems are spatially shifted at an angle of 30 ° relative to each other. The ends of the windings are connected to the inputs of a multiphase rectifier 9, the output of which forms a rectified voltage signal of direct or reverse sequence.

Разработанный фильтр напряжения симметричных составляющих реализован для каждой из трех фаз следующим образом: зажимы 2 и 3 фильтра каждой фазы включены в токовые цепи. Далее, зажим 2 подключен к началу катушки 4 и к концу 5 первой обмотки, причем количество витков первой из них в два раза больше, чем во второй. Таким образом, магнитодвижущие силы двух катушек каждой из обмоток взаимовычитаются. Последовательно с катушкой 4 включены конденсатор 6 и сопротивление 7 для обеспечения необходимого угла фазового сдвига между токами обеих ветвей схемы. Вторичные обмотки 8 выполнены в виде двух систем, каждая из которых состоит из трех фаз, расположенных друг относительно друга под углом 120°. В свою очередь, эти две системы обмоток сдвинуты пространственно на угол 30° относительно друг друга. Концы отмоток подключаются к входам многофазного выпрямителя 9, выход которого образует выпрямленный сигнал напряжения прямой или обратной последовательности.The developed voltage filter of symmetrical components is implemented for each of the three phases as follows: terminals 2 and 3 of the filter of each phase are included in the current circuits. Further, the clamp 2 is connected to the beginning of the coil 4 and to the end 5 of the first winding, and the number of turns of the first of them is two times more than in the second. Thus, the magnetomotive forces of the two coils of each of the windings are mutually subtracted. In series with the coil 4, a capacitor 6 and a resistance 7 are included to provide the necessary phase shift angle between the currents of both branches of the circuit. Secondary windings 8 are made in the form of two systems, each of which consists of three phases located relative to each other at an angle of 120 °. In turn, these two winding systems are spatially shifted at an angle of 30 ° relative to each other. The ends of the unwindings are connected to the inputs of a multiphase rectifier 9, the output of which forms a rectified voltage signal of direct or reverse sequence.

Каждая фаза фильтра напряжения симметричных составляющих содержит две одинаковые в конструктивном исполнении обмотки с индуктивностями 4 (L1) и 5 (L2), расположенные на тороидальном сердечнике под углом 90°, через которые протекают токи и , равные по величине и имеющие фазовый сдвиг между собой 90°. Это создает вращающееся магнитное поле двумя магнитодвижущими силами, образуемыми данными токами в указанных обмотках.Each phase of the voltage filter of the symmetrical components contains two identical windings with inductors 4 (L 1 ) and 5 (L 2 ), identical in design, located on the toroidal core at an angle of 90 ° through which currents flow and , equal in magnitude and having a phase shift of 90 ° with each other. This creates a rotating magnetic field with two magnetomotive forces formed by these currents in these windings.

Определим соотношения между параметрами ветвей отмоток фаз при условии равенства по величине токов и и наличие фазового сдвига между ними в 90°. Если естественные активные сопротивления катушек 4 и 5 значительно меньше их индуктивных сопротивлений, то сопротивление ветвей первичных обмоток однофазного трансформатора с вращающимся полем будут равны:Define the relationship between the parameters of the branches of the unwinding phases provided that the currents are equal and and the presence of a phase shift between them of 90 °. If the natural active resistances of coils 4 and 5 are much less than their inductive resistances, then the resistance of the branches of the primary windings of a single-phase transformer with a rotating field will be equal to:

где R1 - активное балластное сопротивление 7;where R 1 - active ballast resistance 7;

C1 - емкость конденсатора 6.C 1 is the capacitance of the capacitor 6.

Пусть будут справедливы следующие соотношения:Let the following relations be true:

L1=L2;L 1 = L 2 ;

R1=ω·L2.R 1 = ωL 2 .

Тогда получим:Then we get:

Следовательно, соотношение для магнитодвижущих сил двух катушек будет иметь вид:Therefore, the ratio for the magnetomotive forces of the two coils will be:

Таким образом, магнитодвижущие силы и равны по модулю и сдвинуты друг относительно друга на угол 90°, образуя вращающееся магнитное поле. При этом во вторичных обмотках наводится электродвижущие силы, соответствующие их пространственному расположению для многофазной системы.Thus, magnetomotive forces and are equal in absolute value and are shifted relative to each other by an angle of 90 °, forming a rotating magnetic field. In this case, electromotive forces are induced in the secondary windings corresponding to their spatial arrangement for a multiphase system.

Работает заявляемый фильтр напряжения симметричных составляющих следующим образом: на зажимы 2 и 3 каждой фазы подается напряжение частотой 50 Гц и фазовым сдвигом 120° относительно друг друга. Первичная обмотка фазы (4-7) посредством встречно включенных секций создает систему из двух перпендикулярных и равных по модулю магнитодвижущих сил () в магнитной системе 1. Описанные магнитодвижущие силы каждой фазы в свою очередь создают вращающееся магнитное поле, которое наводит во вторичных обмотках 8, образующих две трехфазные системы обмоток, сдвинутых пространственно друг относительно друга на угол 30°, электродвижущие силы, также имеют попарно фазовый сдвиг 30°, в итоге, получена система напряжений с числом фаз равным 7, которые в результате подключения к многофазному выпрямителю 9 позволяют получить на выходе фильтра постоянный сигнал, равный амплитуде тока одной из последовательностей.The inventive voltage filter of the symmetrical components works as follows: a voltage of 50 Hz and a phase shift of 120 ° relative to each other is applied to terminals 2 and 3 of each phase. The primary winding of the phase (4-7) by means of counter-connected sections creates a system of two perpendicular and equal in magnitude magnetomotive forces ( ) in the magnetic system 1. The described magnetomotive forces of each phase in turn create a rotating magnetic field, which induces in the secondary windings 8, forming two three-phase winding systems spatially offset from each other by an angle of 30 °, electromotive forces also have a pair phase shift 30 °, as a result, we obtained a system of voltages with the number of phases equal to 7, which, as a result of connecting to a multiphase rectifier 9, allows to obtain a constant signal at the filter output equal to the current amplitude of one of the following lnostey.

Для получения фильтра напряжения прямой последовательности, необходимо к входным зажимам фильтра подключить трехфазную систему напряжений, при этом первичные обмотки, согласно формуле (2), должны располагаться под углом 120° относительно друг друга таким образом, чтобы фазы В и С имели относительно фазы А сдвиг в 120° и 240° соответственно.To obtain a direct sequence voltage filter, it is necessary to connect a three-phase voltage system to the input terminals of the filter, while the primary windings, according to formula (2), must be located at an angle of 120 ° relative to each other so that phases B and C have a shift relative to phase A at 120 ° and 240 ° respectively.

Для получения фильтра напряжения обратной последовательности, необходимо к входным зажимам фильтра подключить трехфазную систему напряжений, при этом первичные обмотки, согласно формуле (3), должны располагаться под углом 120° относительно друг друга таким образом, чтобы фазы В и С имели относительно фазы А сдвиг в 240° и 120° соответственно, то есть в сравнении с фильтром напряжения прямой последовательности, надо подключаемые сигналы фазы В и С на входе фильтра поменять местами, не изменяя при этом конструкцию устройства.To obtain a negative sequence voltage filter, it is necessary to connect a three-phase voltage system to the input terminals of the filter, while the primary windings, according to formula (3), must be located at an angle of 120 ° relative to each other so that phases B and C have a shift relative to phase A in 240 ° and 120 ° respectively, that is, in comparison with a direct sequence voltage filter, it is necessary to interchange the connected phase B and C signals at the input of the filter without changing the design of the device.

Использование фильтра симметричных составляющих на базе многофазного трансформатора с вращающимся полем позволяет получить на выходе этого фильтра сигнал соответствующей последовательности, а также расширяет возможности предлагаемого устройства. Многофазность выходных обмоток фильтра напряжения симметричных составляющих позволяет понизить пульсации результирующего выходного напряжения и выделять соответственно амплитудные значения напряжений прямой последовательности U1m и обратной последовательности U2m.The use of a filter of symmetrical components based on a multiphase transformer with a rotating field allows you to receive the signal of the corresponding sequence at the output of this filter, and also extends the capabilities of the proposed device. The multiphase of the output windings of the voltage filter of the symmetrical components allows to reduce the ripple of the resulting output voltage and to select the amplitude values of the voltages of the direct sequence U 1m and the reverse sequence U 2m, respectively.

Claims (1)

Фильтр напряжения симметричных составляющих на основе трансформатора с вращающимся магнитным полем, содержащий тороидальный сердечник, на котором размещены первичные обмотки, состоящие для каждой из трех фаз из двух обмоток, расположенных относительно друг друга со сдвигом на 90° для получения вращающегося магнитного поля, причем количество витков первой обмотки больше в два раза, чем второй, балластного резистора и конденсатора, причем начало первой обмотки соединено с концом второй обмотки, образуя при этом первый вход фильтра, конец первой обмотки с конденсатором, затем конденсатор соединен с резистором, который, в свою очередь, соединен с началом второй обмотки, образуя второй вход фильтра, а также многофазные вторичные обмотки, подключаемые к входу многофазного выпрямителя.
Figure 00000001
A voltage filter of symmetrical components based on a transformer with a rotating magnetic field, containing a toroidal core, on which primary windings are located, consisting of two windings for each of the three phases, located relative to each other with a shift of 90 ° to obtain a rotating magnetic field, the number of turns the first winding is twice as much as the second, the ballast resistor and capacitor, and the beginning of the first winding is connected to the end of the second winding, forming the first input of the filter, the end the first winding with a capacitor, then the capacitor is connected to a resistor, which, in turn, is connected to the beginning of the second winding, forming a second filter input, as well as multiphase secondary windings connected to the input of the multiphase rectifier.
Figure 00000001
RU2009142506/22U 2009-11-17 2009-11-17 VOLTAGE FILTER OF SYMMETRIC COMPONENTS BASED ON A TRANSFORMER WITH A ROTATING MAGNETIC FIELD RU91182U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009142506/22U RU91182U1 (en) 2009-11-17 2009-11-17 VOLTAGE FILTER OF SYMMETRIC COMPONENTS BASED ON A TRANSFORMER WITH A ROTATING MAGNETIC FIELD

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009142506/22U RU91182U1 (en) 2009-11-17 2009-11-17 VOLTAGE FILTER OF SYMMETRIC COMPONENTS BASED ON A TRANSFORMER WITH A ROTATING MAGNETIC FIELD

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU91182U1 true RU91182U1 (en) 2010-01-27

Family

ID=42122562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009142506/22U RU91182U1 (en) 2009-11-17 2009-11-17 VOLTAGE FILTER OF SYMMETRIC COMPONENTS BASED ON A TRANSFORMER WITH A ROTATING MAGNETIC FIELD

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU91182U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2320551B1 (en) Thirty-six pulse power transformer and power converter incorporating same
Singh et al. Polygon-connected autotransformer-based 24-pulse AC–DC converter for vector-controlled induction-motor drives
CN112820524B (en) Multiphase transformer and rectifier system
CN216133753U (en) Multi-phase transformer and rectifier system
Fujita et al. A wireless power transfer system with a double-current rectifier for EVs
RU91182U1 (en) VOLTAGE FILTER OF SYMMETRIC COMPONENTS BASED ON A TRANSFORMER WITH A ROTATING MAGNETIC FIELD
CN116095895A (en) Battery cell heating device and lithium battery equipment
RU2333562C1 (en) Single-phase transformer with rotating magnetic field
CN112820523B (en) Multiphase autotransformer and rectifier system
Al-duaij Harmonics effects in power system
WO2017127957A1 (en) Transformer with output being resonant loop
RU106754U1 (en) DIRECT SEQUENCE CURRENT FILTER BASED ON A SINGLE-PHASE TRANSFORMER WITH A ROTATING MAGNETIC FIELD
RU106753U1 (en) ZERO-CURRENT CURRENT FILTER BASED ON SINGLE-PHASE TRANSFORMER WITH A ROTATING MAGNETIC FIELD
Korobeynikov et al. Electromagnetic Converters with Short-Circuited Winding for Power Systems Protection
Sekaran Magnetic circuits and power transformers
RU2593380C1 (en) Device for offset from magnetisation current rush during connection under voltage for transformer differential protection
RU206352U1 (en) Short-circuited transformer device for converting a single-phase electrical signal into a six-phase one
Gukov et al. Reduction of magnetizing current of power transformer due to optimal location of concentric windings
Lee et al. Experimental study on low-pass filtering characteristic of axial magnetic field of no-insulation and partial-insulation HTS coils carrying a DC-biased AC current
RU67793U1 (en) SINGLE-PHASE TRANSFORMER WITH A ROTATING MAGNETIC FIELD
Jiao et al. The calculation of ampere force on electric power transformer under the short circuit situation
RU2661890C1 (en) Variable voltage converter in constant (variants)
RU87579U1 (en) VOLTAGE RELAY
KR20180062586A (en) Transformer
CN205354827U (en) Three single -phase pulse wave rectifier transformer

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20101118