SU1345294A1 - Трехфазный статический ферромагнитный утроитель частоты - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питани  напр жением утроенной частоты. Цель изобретени  - улучшение массогабаритных показателей , снижение потерь мощности, а также расширение функциональных возможностей. Активна  часть устройства выполнена в виде трех отдельных одинаковых элементов, электрически соединенных между собой. Каждый элемент содержит плоский шихтованный бронестержневой сердечник с трем  стержн ми 1-3, 4-6, 7-9 и  рма торцовые 10, 11 и боковые 12, 13. Отношение сечени  каждого  рма к сечению каждого стержн  равно 0,5-0,52. На каждом стержне расположены одна, катушка с большим числом витков или две катушки со средним и малым числами витков первичной трехфазной обмотки основной частоты и одна катушка вторичной трехфазной обмотки утроенной частоты. К соответствующим катушкам первичной обмотки подключены три звезды конденсаторов. При подключении первичной обмотки к питающей сети ос- новной частоты и глубоком магнитном насьпцении стержней магнитной системы благодар  указанному ее выполнению с выходных зажимов будут сниматьс  основна  и дополнительна  трехфазные симметричные системы синусоидальных напр жений утроенной частоты при одновременном повьш ении коэффициента мощности. 1 з.п. ф-лы, 7 ил. ш €Л

Description

113452942

Изобретение относитс  к электро-клгочены три звезды конденсаторов, об- технике и может быть использованоразующих нулевые точки, обозначенные дл  питани  электропотребителей нап-символами АЗ, УЗ , Z (с зажимов р жением утроенной частоты. ,, , Сз-Zj снимаетс  дополнительна  Цель изобретени  - улучшение мае-трехфазна  система напр жений утроен- согабаритных показателей, снижениеной частоты); на фиг. 6 - симметрич- потерь мощности, а также расширениена  дев тифазна  звезда магнитодви- функциональных возможностей путем по-жущих сил (МДС) F, созданна  током лучени  дополнительной трехфазной Юпервичной обмотки; на фиг. 7 - век- системы выходных напр жений утроеннойторна  диаграмма третьей гармоники частоты.магнитного потока . Нижние индексы

На фиг. 1 изображена схема планар-при F и соответствуют номеру стержной магнитной системы с р-асположенны- н , а верхние - фазе и гармонике, ми на ее стержн х одной фазой Ау-Х 15

трехфазной первичной обмотки основ-ч Трехфазный статический ферромаг- ной частоты, причем катушки фазы вклю-нитньй утроитель частоты состоит из чены встречно-параллельно, и одноймагнитной системы, трехфазной первич- фазой Аг-Хг. трехфазной вторичной обмотки основной частоты и трех- мотки утроенной частоты; на фиг. 2-20фазной вторичной обмотки утроенной схема планарной магнитной системычастоты. Магнитна  система выполне- с расположенными на ее стержн х трех- а в виде .трех отдельных одинаковых фазной первичной обмоткой основнойплоских шихтованных бронестержневых частоты (начала фаз обозначены сим-магнитопроводов, содержащих по три волами А,, В,, Cj, причем катушки в 25стержн  каждый 1-3, 4-6, 7-9. Сочле- каждой фазе включены встречно-парал-нение стержней и  рм 10-13 - шихто- лельно, и трехфазной вторичной об-ванное внахлест. Отношение поперечно- моткой утроенной частоты (начала фазго сечени  каждого  рма к поперечно- обозначены символами AI, В, С); сечению каждого стержн  составл - фиг. 3 - схема планарной магнитной 30ет 0,5-0,52, при этом амплитуда пар- системы с расположенными на ее стерж- ой гармоники магнитной индукции в н х трехфазной первичной обмоткой ос-поперечном сечении любого  рма не новной частоты (начала ее фаз обозна-больше таковой в поперечном сечении чены символами А., В , С ), причем.любого стержн  (указанное отношение катушки в каждой фазе включены ветре- 35сечений определено по результатам чно-последовательноз и трехфазнойрасчета методом конечных злементов вторичной обмоткой утроенной частотымагнитного пол  в предлагаемом утро- (начала фаз обозначены символами А, ;ителе частоты, выполненного на ЦВМ, Л 2); на фиг. 4 - схема планарнойс учетом нелинейности кривой намаг- магнитной системы с расположенными 40ничивани , причем результаты расчета на ее стержн х одной фазой А2,-Х2 вто-подтверждены экспериментально) . ричной обмотки утроенной частоты и

одной фазой , трехфазной первичной Кажда  фаза обмотки основной час- обмотки основной частоты, к соответ-тоты (фиг. 1 и 2) состоит из п ти ствующим катушкам которой подключены 45 Р ° параллельно соединенных ка- конденсаторы Сд., , , С , кажд;ыйтушек, соотношение чисел витков кото- из которых входит в одну из трехрых составл ет ;We,:Wcp :WM звезд конденсаторов,, которые служат 0,395:0,743:1:0,743:0,395, где WM, дл  получени  дополнительной трехфаз-Wcp , Wg - малое, среднее и большее ной системы напр жений утроенной час- JQ число витков соответственно. Три ка- тоты; на фиг. 5 - схема планарнойтушки каждой фазы с числами витков магнитной системы с расположенными наWc,p , Wg, Wcp охватывают соответствен- ее стержн х трехфазной первичной об-но левьй, средний и правый стержни моткой основной частоты (начала фазкаждого отдельного магнитопровода, обозначены символами А,, BY, С/) и 55 другие две катушки фазы с числами трехфазной вторичной обмоткой утроен-витков WM расположены по одной на ной частоты (начала фаз обозначенылевом и правом стержн х, принадлежа- символами А, В, С), к соответству-ш х двум другим отдельным магнитопро- ющим катушкам первичной обмотки под-водам (фиг. 1).

Кажда  фаза обмотки утроенной частоты состоит из трех последовательно- соглас.но соединенных катушек, охватывающих по одной каждый из трех со- . ответствующих одноименных стержней, принадлежащих трем отдельным магниго- проводам (фиг. 1 и 2).

Катушки каждой фазы обмотки основной частоты могут быть включены ветре-1о реализуетс  напр жение утроенной час- чно-последовательно (фиг. 3). Дл . тоты одной фазы, снимаемое, HanpiiMep,

получени  дополнительной трехфазной системы напр жений утроенной частоты к соответствующим катушкам первичной

обмотки подключены конденсаторы. Кон- 15 нь1х -по одной на 2, 5 и 8 стержн х,

м

денсаторы,

рО „к

ift

отмеченные символами С.

дз

д, Лз подключены к выводам катушек We и соединены в звезду, причем каждый вывод делит витки каждой катушки We в отношении 0,257:0,743 (фиг. 4 и 5). Конденсаторы, отмеченные символами Cjj , , С, , подключены к выводам катушек Wcp и соединены во вторую Звезду, причем катушки Wc( расположены на левых стержн х каждого из трех отдельных бронестерж- невых магнитопроводов. Конденсаторы, отмеченные символами С, , С,, , С подключены к выводам катушек и соединены в третью звезду, причем катушки Wof расположены на правых стержн х каждого из трех отдельных броне- стержневых магнитопроводов (фиг.4 и 5).

Работа трехфазного статического ферромагнитного утроител  частоты основана на магнитном насыщении стержней магнитной системы первой гармоникой индукции магнитного пол , котора  обусловлена симметричной дев тифазной системой НДС, созданных током основной частоты, протекающим в первичной обмотке (фиг. 6). Вследствие нелинейности кривой намагничивани  стали магнитной системы крива  магнитного пол  будет содержать спектр временных нечетных гармоник. Из высших гармоник наибольшую амплитуду будет иметь треть  гармоника (фиг. 7), котора  обусловит трехфазное симметричное напр жение Uji утроенной частоты практически синусоидальной формы на зажимах А2, Вд, Сг. вторичной обмотки как при встречно-параллельном соединении катушек каждой фазы первичной обмотки (фиг. 2 и 5), так и при встречно-последовательном соединении их (фиг. 3). Перва , п та , седьма  одиннадцата  и другие высшие гармоники не обусловливают результирующее

20

25

30

35

перва , п та , седьма ,.... гармоник ЭДС сдвинуты по фазе на углы, кратн 120 град., а гармоники ЭДС, кратные трем, в этих катушках совпадают по фазе (фиг. 7). Следовательно, на за жимах Aj- Хз будет действовать напр жение утроенной частоты. Аналогично можно показать, что на зажимах и CJ-Zз (фиг. 5) также будут действ вать напр жени  утроенной частоты, но взаимно сдвинутые на 120 град. Таким образом, на парах зажимов АЗ ВЗ-УЗ , C3-Z3 будет действовать допо нительна  трехфазна  система напр жений утроенной частоты.

Конденсаторы служат не только дл получени  дополнительной трехфазной Системы напр жений утроенной частоты но и дл  повьш1ени  велич Гны коэффициента мощности утроител  частоты.

Claims (2)

1. Трехфазный статический ферро40 магнитный утроитель частоты, содержа щий дев тистержневую магнитную систе му, на стержн х которой размещены ка тушки трехфазной первичной обмотки основной частоты, соединенные по схе

45 ме, создающей симметричную дев тифаз ную систему магнитодвижущих сил, и катушки трехфазной вторичной обмотки утроенной частоты, соединенные последовательно в открытый треугольник

gQ и расположенные на стержн х концентрически соосно с катушками первичной обмотки, кажда  фаза которой состоит из п ти катушек с соотношением чисел витков равным :We:WCP:W

55 0,395:0,743:1:0,743:0,395, где W, Wcp и WE - катушки с меньшим, средни и большим количеством витков соответственно , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  массоганапр жение на зажиьы Л, В, С, так. как они в трех катушках каждой фазы вторичной обмотки индуктируют ЭДС, взаимно сдвинутые во времени на 120 эл. град.

Дополнительна  трехфазна  система напр жений утроенной частоты получена следующим образом. Рассмотрим как

с зажимов Aj-Xj (фиг. 4 и 5). Сопоставл   фиг.5 с фиг. 6, можно видеть, что в трех катушках Wg, расположен0

5

0

5

перва , п та , седьма ,.... гармоники ЭДС сдвинуты по фазе на углы, кратные 120 град., а гармоники ЭДС, кратные трем, в этих катушках совпадают по фазе (фиг. 7). Следовательно, на зажимах Aj- Хз будет действовать напр жение утроенной частоты. Аналогично можно показать, что на зажимах и CJ-Zз (фиг. 5) также будут действовать напр жени  утроенной частоты, но взаимно сдвинутые на 120 град. Таким образом, на парах зажимов ВЗ-УЗ , C3-Z3 будет действовать дополнительна  трехфазна  система напр жений утроенной частоты.

Конденсаторы служат не только дл  получени  дополнительной трехфазной Системы напр жений утроенной частоты, но и дл  повьш1ени  велич Гны коэффициента мощности утроител  частоты.

Формула изобретени 

1. Трехфазный статический ферро40 магнитный утроитель частоты, содержащий дев тистержневую магнитную систему , на стержн х которой размещены катушки трехфазной первичной обмотки основной частоты, соединенные по схе45 ме, создающей симметричную дев тифаз- ную систему магнитодвижущих сил, и катушки трехфазной вторичной обмотки утроенной частоты, соединенные последовательно в открытый треугольник

gQ и расположенные на стержн х концентрически соосно с катушками первичной обмотки, кажда  фаза которой состоит из п ти катушек с соотношением чисел витков равным :We:WCP:W

55 0,395:0,743:1:0,743:0,395, где W, Wcp и WE - катушки с меньшим, средним и большим количеством витков соответственно , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  массогабаритных показателей и снижени  потерь мощности, магнитна  система выполнена в виде трех отдельных одинаковых плоских шихтованных бронестерж- невых магнитопроводов, содержащих по три стержн  каждый, причем отношение сечени  каждого  рма к сечению каждого стержн  составл ет 0,5-0,52, на среднем стержне каждого отдельного магнитопровода расположено по одной катушке с большим числом витков первичной обмотки, а на каждом из двух его боковых стержней расположено по две катушки этой обмотки, из которых одна имеет среднее число витков и принадлежит той же фазе, что и катушка с большим числом витков, а друга  катушка имеет меньшее число витков и прина длежит другой фазе.

2. Утроитель частоты по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных воз12

можностей путем получени  дополнительной трехфазной системы выходных напр жений утроенной частоты, дополнительно введены три трехфазные звезды конденсаторов, .а в каждой фазе первичной обмотки катушка с большим числом витков снабжена отводом, дел щим ее витки в отношении 0,257:0,743,

причем отводы указанных катушек всех фаз первичной обмотки соединены со свободными выводами первой звезды конденсаторов, концы одних одинаково расположенных катушек со средним числом витков всех фа.з первичной обмотки соединены со свободными выводами второй звезды конденсаторов, концы других катушек со средним числом витков - со свободными выводами третьей

звезды конденсаторов, а нулевые выводы указанных звезд конденсаторов образуют дополнительные выходные выводы .

л«

(/f

Уг

f Ui

s

AiUA3,3f,

,3ff

, /3

Fe

uz.6

1

J

Составитель Л, Устннкина Редактор А, Лежнина Техред А.Кравчук

Заказ 4928/52 Тираж 659Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Й/г7

Корректор М. Максимишинец