SU762106A1

SU762106A1 - Преобразователь однофазного тока в трехфазный i

Info

Publication number: SU762106A1
Application number: SU782633765A
Authority: SU
Inventors: Anatolij F Berezovskij
Original assignee: Yaroslavskij Polt Inst
Priority date: 1978-06-26
Filing date: 1978-06-26
Publication date: 1980-09-07

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразователях числа фаз.

Известны преобразователи однофазного тока в трехфазный, содержащие два трансформатора и пассивный элемент, например конденсатор, включенный на первичной стороне одного из трансформаторов [I] и [2].

Недостатком известных устройств является низкий КПД и малое отношение выходного напряжения ко входному (после приведения напряжений к одному числу витков), ю

Известен преобразователь однофазного тока в трехфазный,содержащий пассивный элемент и Два трансформатора, каждый из которых содержит одну первичную и одну вторичную обмотки, причем первичные обмотки трансформаторов соединены последо- ¹⁵вательно и подключены к выводам для подключения однофазного источника, переменного тока, вторичная обмотка одного трансформатора одним концом соединена с первым выходным выводом, а другим — со 20 'вторым выходным выводом и ОДНИМ КОНЦОМ вторичной обмотки второго трансформатора, второй конец которой связан с третьим выходным выводом [3) .

2

Недостатком этого устройства является низкий КПД и.низкое отношение выходного напряжения ко входному при разнообразных условиях на входе и выходе преобразователя.

Цель изобретения — повышение КПД и относительной величины выходного напряжения.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователе однофазного тока в трехфазный, содержащем пассивный элемент и два трансформатора, каждый из которых содержит одну первичную и одну вторичную обмотки, причем первичные обмотки трансформаторов соединены последовательно и подключены к выводам для подключения однофазного источника переменного тока, вторичная обмотка одного трансформатора однцм концом соединена с первым выходным выводом, а другим — со вторым выходным выводом и одним концом вторичной обмотки второго трансформатора, второй конец которой связан с третьим выходным выводом второй трансформатор выполнен с воздушным зазором, а второй конец расположенной на его магнитопроводе указанной вторичной обмотки связан с

762106

4

ί.

третьим выходным выводом через пассивный элемент.

При этом в качестве пассивного элемента могут быть использованы резистор или конденсатор. Кроме того, при резисторном пассивном элементе коэффициенты транс- _$формации трансформатора с воздушным зазором и трансформатора без воздушного зазора связаны соотношением 2 <£/ ^4, где К ι — коэффициент трансформации транс форматора с воздушным зазором, а К а— без воздушного зазора. 1·

На фиг. 1 представлена принципиаль' ная схема преобразователя, когда в качестве пассивного элемента . взя! резистор {для наглядности коэффициент , трансформации у трансформатора без воздушного зазора выбран равным единице); на фиг. 2 — ” схема замещения устройства по фиг. 1 с заменой выпрямителя и нагрузки эквивалентной звездой сопротивления; на фиг. 3 — векторные диаграммы для схемы замещения. 2<

Трансформатор 1 выполнен е воздушным зазором (трансреактор), а трансформатор 2 без воздушного зазора. Первичные обмотки трансреактора 1 и трансформатора 2 соединены последовательно и согласно, а вторичные соединены последовательно .образуя ¹⁵открытый треугольник. Пассивный элемент 3 (резистор или конденсатор) подсоединен между выходным выводом и концом вторичной обмотки трансреактора. Выход преобразователя однофазного тока в трехфазный )₉подсоединен ко входу трехфазного двуполупериодного .выпрямителя 4 с. нагрузкой 5, при этом предполагается, что преобразователь используется для релейной защиты и его вход включен в цепь трансформатора тока. Преобразователь можно также выпол- а нить с такими параметрами, чтобы его вход был подсоединен к стандартному однофазному источнику • напряжения, а к выходу преобразователя трехфазный электродвигатель стандартного напряжения. _<в

Для схемы замещения предложенного устройства, Когда в качестве пассивного элемента 3 взят резистор, имеют место следующие уравнения по первому закону Кирх-

где ί ίο и ί г· — токи намагничивания соот- _мветственно у трансреактора 1 и трансформатора (без воздушного зазора)2;

ψ ι» V 11 — числа витков у вторичной и, соответственно, первичной обмоток траисреактора 1;. »

4%*,^ и — аналогично у трансформатора (без воздушного зазора)2.

„ Кроме того, по цторому. закону Кирхгофа Е и — 0с — 0» +, 11гК«; % = 1сг; ΰ» =

Е„= и_А--О_с; и_л = Г*г, ' (2)

где г — фазное сопротивление симметричной эквивалентной нагрузки, замете ющей выпрямитель 4 и нагрузку 5 (имеет резистивный характер);

К з —сопротивление резистора 3. Предположим, что на нагрузке создана

трехфазная симметричная система напряжений и токов А. В,. С, изображенных векторной диаграммой на фиг. 3 (масштабы выбирают так, чтобы векторы напряжения и тока нагрузки были одинаковы по величине). Тогда согласно уравнениям (I) и (2) получают показанные на векторных диаграммах для вторичной цепи трансформатора 2 ЭДС Е« и ток 1_1г, для вторичной Цепи трасреактора 1 ЭДС Е,₂ при г/Кз=0,58 и ток 1ц. Ток намагничивания 1 _го у трансформатора 2 близок к' нулю ί ίο л* θ. вследствие чего первичный ток 1₂ι практически противоположен по фазе Току 1 ц. Ток намагничивания I го У трансреактора I, а также коэффициенты трансформации у трансреактора 1 и у трансформатора 2 должны быть выбраны так, чтобы первичные токи I я. I 11 совпадали по фазе и по величине согласно уравнениям (I).

Соответственно этому требованию на фиг. 3 изображены намагничивающий ток I ю и приведенный вторичный ток 1ц, определяющий коэффициент трансформации трансреактора 1 при заданном вторичном токе 112Отношение выходного напряжения ко входному^дэп^еделяется выражением

(3)

где и_ф._н— фазное напряжение на эквивалентной нагрузке;

и,_к — суммарное напряжение на первичных обмотках трансреактора I и трансформатора 2 (фиг. I).

В уравнение (3) напряжения подставляют после приведения их к одному числу витков.

В рациональных пределах отношение коэффициентов трансформации трансреактора 1 и трансформатора 2 определяют из выражения .

² <& <⁴’ ^гдеΚΙ “ Т&'.йй .

Большему отношению напряжении соответствует больший КПД. Когда в качестве пассивного элемента взят резистор, то достижимый КПД, равен 0,666, а у = 14,3. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает более высокий КПД, по сравнению с известным.

•Изменение индуктивности трансреактора 1 и трансформатора 2 из-за нелинейности можно компенсировать введением нелинейного резистора (варистора) в состав пассивного элемента дополнительно к линейному резистору.

5

Расчеты показывают, что при втором исполнении, когда в качестве пассивного элемента выбран конденсатор с сопротивлением Χ_ν обеспечивается отношение выходного напряжения ко входному у ι = 0,578...0,55 и КПД, близкий к единице.

Регулирование напряжения осуществляется главным образом изменением первичных витков λν 11 и немного вторичных и у трансреактора 1, причем емкость конденсатора и его сопротивление Χ,ς сохраняются неизменными.

Claims

Формула изобретения

1. Преобразователь однофазного тока в _ίίтрехфазный, содержащий пассивный элемент и два трансформатора, каждый из которых содержит одну первичную и одну вторичную обмотки, причем первичные обмотки трансформаторов соединены последовательно. и подключены к выводам для подклю- ϊ· чения однофазного источника переменного тока, вторичная обмотка одного трансформатора одним концом соединена с первым выходным выводом, а другим — со вторым выходным выводом и одним концом вторимной обмотки второго трансформатора, второй конец которой связан с третьим выход762106

6

ным выводом, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и относительной величины выходного напряжения, второй трансформатор выполнен с воздушным зазором, а второй конец расположенной на его магϊ нитопроводе указанной вторичной обмотки связан с третьим выходным выводом через пассивный элемент.

2. Преобразователь по π. 1, отличающийся тем, что в качестве пассивного элемента использован конденсатор.

3. Преобразователь по π. 1, отличающийся тем, что в качестве пассивного элемента использован резистор, а коэффициенты трансформации трансформатора с воздушным зазором и трансформатора без воздушного зазора связаны соотношением 2 < <-^<4, еде К, — коэффициент трансформации трансформатора с воздушным зазором, а К а — без воздушного зазора.