SU1056393A1 - Статический ферромагнитный преобразователь частоты - Google Patents

Abstract

СТАТИЧЕСКИЙ ФЕРРОМАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ , содержащий пространственную стыковую симметричную магнитную систему, выполненную на двенадцати стержн х, с расположенными на каждом из них катушками первичной обмотки, образуюш.ими симметричную двенадцатифазную систему намагничиваюш,их сил, а также катушками вторичной обмотки и обмотки подмагничивани  посто нным током, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона выходных частот, катушки вторичных обмоток соединены в замкнутый шестиугольник , каждое плечо которого образовано двум  согласно-последовательно соединенными катушками, размешенными на диаметрально противоположных стержн х магнитной системы, причем чередующиес  вершины шестиугольника образуют две группы трехфазных выходных выводов дл  питани  нагрузок двум  уровн ми повышенных частот тока. (О (Л 7/ ел а со со 00

Description

Изобретение относитс  к трехфазным статическим преобразовател м частоты и может быть использовано в качестве источника одновременного и раздельного питани  электропотребителей двум  уровн ми повышенных частот тока, например, электродвигателей , примен емых в деревообрабатывающей , вакуумной и текстильной промышленности .

Известен учетверитель частоты, содержаш ,ий замкнутый 12 стержневой магнитопровод с расположенными на нем первичной и вторичной обмотками и обмоткой подмагничивани  посто нным током 1.

Недостатком этого устройства  вл етс  невозможность получени  на его выходе нескольких напр жений с разными частотами .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  статический ферромагнитный преобразователь частоты, содержащий пространственную стыковую симметричную магнитную систему, выполненную на двенадцати стержн х, с расположенными на каждом из них катушками первичной обмотки, образуюш .ими симметричную двенадцатифазНую систему намагничиваюш.их сил, а также катушками вторичной обмотки и обмотки подмагничивани  посто нным током

12 Однако в известном преобразователе частоты невозможно получение ЭДС четвертой гармоники без специального пересоединени  катушек каждой фазы выходной обмотки, при этом, в случае выполнени  такого пересоединени , ЭДС второй гармоники обращаетс  в нуль.

Таким образом, недостатком известного удвоител   вл етс  невозможность расширени  диапазона преобразовани  без специального пересоединени  катушки каждой фазы выходной обмотки, либо без выполнени  дополнительной выходной обмотки. Все это усложн ет устройство и увеличивает расход активных материалов.

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона выходных частот.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в статическом ферромагнитном преобразователе частоты, содержащем пространственную стыковую симметричную магнитную систему, выполненную на двенадцати стержн х , с расположенными на каждом из них катушками первичной обмотки, образующими симметричную двенадцатифазную систему намагничивающих сил, а также катушками вторичной обмотки и обмотки подмагничивани  посто нным током, катушки вторичных обмоток соединены в замкнутый шестиугольник, каждое плечо которого образовано двум  согласно-последовательно соединенными катушками, размешенными на диаметрально противоположных стержн х магнитной системы, причем чередующиес  вершины щестиугольника образуют

две группы трехфазных выходных выводов дл  питани  нагрузок двум  уровн ми повышенных частот тока.

На фиг. 1-3 представлены соответственно звезды стержневых ЭДС первой, второй и четвертой гармоник, наводимых в катушках вторичной обмотки преобразовател , где номера векторов ЭДС соответствуют последовательной нумерации стержней магнитной системы; на фиг. 4-5 - схема соединени  катущек вторичной обмотки преобразовател ; на фиг. 5 - развернута  схема соединени  катушек первичной, вторичной обмоток и катущек обмотки подмагничивани  преобразовател .

На схемах указаны номера 1-12 катущек вторичной обмотки и их принадлежность соответствующему стержню, выходные выводы 13-18 служат дл  одновременного или раздельного получени  трехфазных ЭДС соответственно второй и четвертой Q гармоник, первичные обмотки 20 обмотки 21 подмагничивани .

Устройство работает следующим образом .

При включении зажимов преобразовател  А, В, С к трехфазной сети переменного тока частотой 50 Гц, благодар  распределению элементов первичной обмотки (фиг. 5), образуетс  симметрична  12- фазна  систем .а намагничивающих сил, вследствие чего в каждой катушке вторичной обмотки В навод тс  ЭДС первой гармоники, временное распределение которых по стержн м магнитопровода соответствует симметричной 12 фазной звезде стержневых ЭДС (фиг. 1).

При подмагничивании каждого стержн  магнитопровода посто нным магнитным полем , ориентаци  которого в соседних стержн х противоположна, в общем магнитном потоке по вл ютс  высшие четные гармоники , наибольшие амплитуды среди которых имеют втора  и четверта  в соотношении 1:0,35. При этом в каждой катушке вторич0 ной обмотки навод тс  ЭДС второй и четвертой гармоник.

Временный угол сдвига между четными гармониками ЭДС в произвольных стержн х тип (фиг. 2 и 3) оСт i)m;.+ КЛ(где - пор дковый номер гармоники; (Xm.n - 5 угол сдвига между ЭДС первой гармоники в соответствующих стержн х: К О при одинаковой и PC 1 при противоположной ор-иентаци х пол  подмагничивани  в стержн х , ш п). В результате этого временное распределение ЭДС второй и четвертой гармоник по стержн м магнитопровода представл етс  соответственно симметричной трехфазной звездой стержневых ЭДС (фиг. 2) и симметричной шестифазной звездой стержневых ЭДС (фиг. 3).

Величины каждого из векторов (фиг. 1 -

3) пропорциональны индукции и частоте соответствующей гармоники, а также числу витков катушки вторичной обмотки. При соединении вторичной обмотки в замкнутый шестиугольник (фиг. 4) в результате согласно-последовательного соединени  двух катушек, в каждом плече шестиугольника суммарна  ЭДС первой гармоники обрашаетс  в нуль (фиг. 1), что исключает по вление этой ЭДС на выводах 13-18. Дл  получени  на выходе преобразовател  трехфазной ЭДС частоты 200 Гц необходимо использовать выводы шестиугольника 16:-18, при этом обмотка получаетс  соединенной в треугольник, в каждой фазе которого две пары катушки вторичной обмотки соединены встречно-последовательно, например пара катушек 1, 7 и пара 4,10. В соответствии с фиг. 3 ЭДС четвертой гармоники каждой фазы 16,17,17,18 и 18,16 равна учетверенной ЭДС одной катушки, а в соответствии с фиг. 2 ЭДС частоты 100 Гц в каждой фазе обрашаетс  в нуль. Таким образом, с выводов 16-18 снимаетс  практическа  синусоидальна  и симметрична  трехфазна  ЭДС частоты 200 Гц. Дл  получени  на выходе преобразовател  трехфазной ЭДС частоты 100 Гц необходимо использовать выводы 13-15 шестиугольника , при этом обмотка получаетс  соединенной в треугольник, в каждой фазе которого две пары катушек вторичной обмотки соединены встречно-последовательно , например, пара катушек 4,10 и пара 3,9. В соответствии с фиг. 2 ЭДС второй гармоники каждой фазы 13,14,14,15, 15 и 13 равна удвоенной геометрической сумме двух ЭДС, сдвинутых во времени на 60°, а в соответствии с фиг. 3 ЭДС четвертой гармоники соответствуюшей фазы равна удвоенной геометрической сумме двух ЭДС, сдвинутых во времени на 120°. Однако за счет того, что амплитуда индукции четвертой гармоники составл ет 35% амплитуды второй гармоники, коэффициент нелинейных искажений синусоидальности кривой выходной ЭДС удвоенной частоты, снимаемой с выводов 13-15, составл ет не более 40%. Так как в суммарном магнитном поле магнитопровода преобразовател  одновременно и независимо друг от друга при наличии неизменного пол  подмагничивани  присутствуют потоки второй и четвертой гармоник , что обеспечивает наведение ЭДС второй и четвертой гармоник в каждой катушке выходной обмотки. Независимо от ее схемы соединени , то преобразователь допускает одновременное питание электропотребителей двум  уровн ми повышенных частот тока. Таким образом, предлагаема  схема соединени  вторичной обмотки дает положительный эффект, заключаюшийс  в расширении диапазона преобразовани  электрической энергии.

5,6,9,125,дЛ2

фцг2

Claims (1)

1. СТАТИЧЕСКИЙ ФЕРРОМАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий пространственную стыковую симметричную магнитную систему, выполненную на двенадцати стержнях, с расположенными на каждом из них катушками первичной обмотки, образующими симметричную двенадцатифазную систему намагничивающих сил, а также катушками вторичной обмотки и обмотки подмагничивания постоянным током, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона выходных частот, катушки вторичных обмоток соединены в замкнутый шестиугольник, каждое плечо которого образовано двумя согласно-последовательно соединенными катушками, размещенными на диаметрально противоположных стержнях магнитной системы, причем чередующиеся вершины шестиугольника образуют две группы трехфазных выходных выводов для питания нагрузок двумя уровнями повышенных частот тока. S

   СЛ

   Фо со фо