SU1115178A1 - Преобразователь однофазного напр жени в трехфазное (его варианты) - Google Patents

Abstract

1. Преобразователь однофазного напр жени  в трехфазное, содержа1ций два входных вывода,  вл ющихс  общими с соответствую1цими первым и вторым выходными выводами, третий выходной вывод, автотрансформатор J 5 -г ы ГЫ.Л с повышающим, промежуточным и понижающим выводами и конденсатор, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  установленной мощности, в нее введены дифференциальный трансформатор с двум  первичными и одной вторичной обмотками и резистор, причем конденсатор включен межпу первым входным выводом и через первую первичную обмотку дифференциального трансформатора с промежуточным выводом автотрансформатора повышаюсций вывод которого через вторую первичную обмотку дифференциального трансформатора соединен с третьим выход9 ным выводом, а. его понижающий выводс вторым выходным выводом, параллельно вторичной обмотке дифференциалшО го трансформатора подключен указательный резистор. Фuг.f Г

Description

ni5

2. Преобразователь однофазного напр жени  в трехфазное, содержащий два входных вывода,  рл клцихс  общими с соответствующими первым и вторым выходными выводами, третий выходной вывод, автотрансформатор с повышающим, промежуточным и понижающим выводами и конденсатор, отличающийс   тем, что, с целью уменьшени  установленной мощности, автотрансформатор снабжен обмоткой подмагничивани , расположенной на -крайних стержн х его трехстержневого магкитопровода, а его основна  обмотка с указанными выводами расположена на всех трех стержн х, дополнительно введены дифференциальный трансформатор с двум  первичными

и одной вторичной обмотками, мостовой .вьтр митель, вход которого подключен. 1к вторичной обмотке дифференциального трансформатора, а выход через дополнительно введенный резистор - к обмотке подмагничивани  автотрансформа тора, причем конденсатор включен между первым Выходным выводом и через первую обмотку дифференциального трансформатора, промежуточным выводом автотрансформатора,, повышающий вывод которого через вторую первичную обмотку дифференциального трансформатора соединен с третьим выходным выводом, а его понижающий выв од-с вторым выходным выводом .

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано, нпример при ремонте железной дороги. или в качестве вспомогательного оборудовани  на электропоездах переменного тока.

Известен преобразователь однофазного тока в трехфазный с двум  пассивными элементами (дроссель и конденсатор ), включенными последователь но между двум  выводами однофазной линии, причем к среднему выводу этих элементов подсоединена треть  фаза на1 рузки l .

Недостаток известного устройства состоит в том, что с уменьшением нагрузки (относительно выбранной расчетной ) значительно увеличиваетс  коэффициент асимметрии токов. Кроме того, возможны большие напр жени  и токи в дросселе и конденсаторе, вызванные резонансом напр жений в слчае отключени  всей нагрузки или обрыва третьей фазы. Автоматическое регулирование этого устройства относитель ю сложно, поскольку требует двух дросселей с подмагничиванием.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  преобразователь однофазного напр жени  в трехфазное, содержащий два входных вывода,  вл ющихс  общими с соответствующими первым и вторым выходным выводами, третий выходноЙ вьшод, автотрансформатор с повьш5ающим , промежуточным и понижак цим

выводами и конденсатор 2}.

Недостаток известного устройства ч состоит в том, что требуема  установленна  мощность автотрансформатора относительно больша  - больше мощности всей нагрузки, несмотр  на то, что две фазы нагрузки получают энергию непосредственно от однофазной линии.

Целью изобретени   вл етс  уменьшение установленной мощности.

Эта цель достигаетс  тем, что согасно первому варианту в преобразователь однофазного напр жени  в трехазное , содержащий два входных вывода ,  вл ющихс  общими с соответст-; вующими первым и вторым выходными выводами , третий выходной вывод, автотрансформатор с повьш1ающим, промежуточным и понижаютцим выводами и коненсатор , введены дифференциальный трансформатор с двум  первичными и одной вторичной обмотками и резистор, причем конденсатор включен между первым входном выводом и через первую первичную обмотку дифференциального трансформатора с промежзточным выводом автотрансформатора,, повышающий вывод которого через вторую первичную обмотку дифференциального трансформатора соединен с третьим выходным выводом, а его понижающий вьгоод - с вторым выходным вьшод ом. параллельно вторичной обмотке дифференциального трансформатора подключен указанный резистор. Согласно второму варианту автотрансформатор снабжен обмоткой подмагничивани , расположенной на крайних стержн х его трехстержневого магнитопровода, а его основна  обмотка с указанными выводами расположена на всех трех стержн х, в устройство дополнительно введены дифференциальный трансформатор с дву м  первичньфш и одной вторичной обм ками, мостовой выпр митель., вход ко торрго подключен к вторичной обмотке дифференциального трансформатора а выход через дополнительно введенны резистор - к обмотке подмагничивани  автотрансформатора, причем конденса тор включен между первым выходным и через первую обмотку дифференхщально го трансформатора, промежуточным выводом автотрансформатора, повышающий вывод которого через вторую первичну обмотку дифференциального трансформатора соединен с третьим выходным выводом, а его понижающий вывод с вторым выходным выводом. На фиг. 1 дана принципиальна  схе ма дл  первого варианта устройства; на фиг. 2 - то же, дл  второго варианта устройства-, на фиг. 3 - векторна  диаграмма, относ 1ца с  к обоим вариантам. Устройство имеет входные выводы и 2,  вл ющиес  общими с соответствующими первым и вторым выходными выводами. Автотрансформатор 3, подсоединенный своим понижающим вьшодом к выводу 2 Вход-выход, имеет ближайший промежуточный вывод 4 и по-вьшающий вывод 5. Между выводом 4 автотрансформатора и вьтодом 1 (Вхо выход) подключен конденсатор 6, а к повьщ1ающему выводу 5 подсоединен третий вывод 7 дл  соответствующей фазы нагрузки 8. Дополнительно введенный дифференциальный трансформаIjop 9 имеет две первичные обмотки, подсоединенные с одинаковой пол рностью одна между выводом 4 и сатор 6, а друга  - между выводом 5 :автотрансформатора 3 и выводом 7 дл  подключени  третьей фазы нагрузки 8. К вторичной обмотке трансформатора 9 подсоединен резистор 10. 1 В устройстве по второму варианту (фиг. 2) к вторичной обмотке дифференциального трансформатора 9 подсоединен выпр митель 11, к которому подключена обмотка 12 подмагничивани  автотрансформатора 3. Это подсоединение выполнено через резистор 13, параллельно части которого подсоединен стабилитрон 14 Обмотка 12 подмагничивани  расположена на крайних стержн х трехстержневого автотрансформатора 3, а его основна  обмотка размещена на всех трех стержн х. Устройство по первому варианту работает следующим образом. Фазы 1 и 2 нагрузки 8 преобладающую часть энергии получают непосред ственно от вьтодов 1 и 2 питающей однофазной линии. Входна  часть автотрансформатора 3 (между выводами 2 и 4) последователь-но с конденсатором 6 также подсоединена к выводам 1 и 2 однофазной линии, причем автотрансформатор передает входную мощность в третью фазу нагрузки. В известном устройстве автотрансформатор воспринимает энергию непосредственно от однофазной линии, передава  ее в конденсатор и в третью фазу нагрузки, вследствие чего требуетс  установле,нна  мощность автотрансформатора значительно больше, чем в предложенном устройстве. Ток нагрузки третьей фазы в первичных обмотках дифференциального трансформатора 9 создает взаимно компенсирующиес  ампервитки и следует учитывать только ампервитки, вызванные током намагничивани  автотрансформатора 3, который в нормальном режиме составл ет 5-10% от номинального тока, поэтому в нормальном режиме можно пренебречь падением напр жени  на вторичной обмотке трансформатора 9. Предположим, что на нагрузке установились трехфазные симметричные напр жени  и потенциалы выводов 1, 2, 4 и 7 прин ли показанные на векторной диаграмме значени  (фиг. 3), тогда под вли нием напр жени  U через конденсатор 6 протекает ток 1 , опережающий U4,no фазе на 90. Во входной части автотрансформатора 3 от вывода 4 к выводу 2 также протекает ток 1б, а на выходе от вывода 2 к выводу 5 и далее к выводу 7 третьей фазы нагрузки В - вдвое меньший ток 1, отстающий по фазе от фазного напр же ,ни  .30. Поскольку фазные на- ; пр жени  симметричны, а фазные со .противлени  нагрузки одинаковы, то в фазах 1 и 2 токи симметричны относительно тока в третьей фазе, т.е. коэффициент асимметрии токов равен нулю.

Расчеты t помощью векторной диаграммы (фиг. О) показывают, что в предложенном устройстве требуетс  в два раза меньша  установленна  мощность автотрансформатора, чем в известном устройстве, а установленна  .мощность конденсатора у них одинакона .

Когда происходит отключение нагрузки или случайный обрыв ее третьей фазы, в устройстве по фиг. 1 автотрансформатор 3 остаетс  без нагрузки и начинаетс  феррорезонанс напр жений в цепи автотрансформатор 3 конденсатор 6. При этом значительно возрастает ток намагничивани  автотрансформатора 3 и соответственно растет напр жение на вторичной обмот ке дифференциального трансформатора 9 который автоматически .заметно вводит в феррорезонансную цепь резистор 10. Сопротивление резистора 10 выбираетс  так, чтобы в должной мере ограничить напр жени  и токи в феррорезонансной цепи, причем учитываетс  также ограничивакщее действие всех актив- ных сопротивлений в устройстве. Если автоматический ввод резистора 10 в феррорезонансную цепь происходит из-за очень сильного уменьшени  активной нагрузки, то восстановление активной нагрузки вызывает снижение напр жени  на входе автотрансформатора 3, которое сопровождаетс  существенным уменьшением тока намагничивани  автотрансформатора и, следовательно , резистор 10 снова не обтекаетс  заметным током.

ч

Установленна  мощность дифференциального трансформатора 9 не.более 25% от мощности автотрансформатора 3, а суммарна  установленна  трансфоматорна  мощность в предложенном устройстве не более 63% от мощности автотрансформатора в известном устройсве .

Устройство по второму варианту работает следующим образом.

В режиме начавшегос  феррорезонанса напр жений в цепи автотрансформатор 3 - конденсатор 6 растет напр жение на вторичньй обмотке дифференциального трансформатора 9, вследствие чего происходит подмагничивание автотрансформатора 3, вызывающее значи ельное уменьшение тока при переходе через резонанс, а также уменьшение тка , при котором после перехода через резонанс наступает равновесие между , напр )(сением однофазной питающей лини и падением напр жени  на элементах феррорезонансной цепи. Уменьшение тока значительно снижает повышение напр жени  на конденсаторе 6. Стабилитрон 14 дополнительно уменьшает подмагничивание автотрансформатора 3 в режиме нормальной работы, когда также мало напр жение на вторичной обмотке дифференциального трансформатора 9.

В устройстве по второму варианту по сравнению с первым вариантом установленна  мощность дифференциального трансформатора 9 значительно меньше, а эквивалентна  установленна ; мощность автотрансформатора 3 немного больше из-за наличи  обмотки 12 подмагничивани .

Таким образом, у каждого из предложенных вариантов преобразовател  суммарна  установленна  трансформаторна  мощность 50-63% от мощности автотрансформатора в известном устройстве .

,J

Claims (2)

1. Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное, содержащий два входных вывода, являющихся общими с соответствующими первым и вторым выходными выводами, третий выходной вывод, автотрансформатор с повышающим, промежуточным и понижающим выводами и конденсатор, отличающийся тем, что, с целью уменьшения установленной мощности, в нее введены дифференциальный трансформатор с двумя первичными и одной вторичной обмотками и резистор, причем конденсатор включен между первым входным выводом и через первую первичную обмотку дифференциального трансформатора с промежуточным выводом автотрансформатора, повышающий вывод которого через вторую первичную обмотку дифференциального трансформатора соединен с третьим выходным выводом, а его понижающий выводс вторым выходным выводом, параллельно вторичной обмотке дифференциалы!ого трансформатора подключен указательный резистор.

. Q

Фиг. f

8ZISIII выходной повышающим, выводами ю щ и й -

2. Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное, содержащий два входных вывода, являющихся общими с соответствующими первым и вторым выходными выводами, третий вывод, автотрансформатор с промежуточным и понижающим и конденсатор, о т л и ч а с я Тем, что, с целью уменьшения установленной мощности, автотрансформатор снабжен обмоткой подмагничивания, расположенной на крайних стержнях его трехстержневого магнитопровода, а его основная обмотка с указанными выводами расположена на всех трех стержнях, дополнительно введены дифференциальный трансформатор с двумя первичными и одной вторичной обмотками, мостовой .выпрямитель, вход которого подключен, «к вторичной обмотке дифференциального трансформатора, а выход через дополнительно введенный резистор - к обмотке подмагничивания автотрансформатора, причем конденсатор включен между первым выходным выводом и через первую обмотку дифференциального трансформатора, промежуточным выводом автотрансформатора,, повышающий вывод которого через вторую первичную обмотку дифференциального трас третьим его понижаювыходным вынсформатора соединен выходным выводом, а щий вывод—с вторым водом.