SU780111A1 - Трансформаторный преобразователь числа фаз с вращающимс магнитным полем - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области электрификации сельского хоз йства, железнодорожного транспорта и других отраслей народного хоз йства. Оно предназначено дл  симметрировани  однофазных нагрузок (сварочные тран-; сформаторы, индукционные печи, коммунально-бытова  нагрузка и др.) и дл  питани  трехфазных электродвигателей и других электроустановок от однофазных электрических сетей при работе в -режиме преобразовани  однофазного тока в трехфазный.

Известны преобразователи числа фаз с вращающимс  магнитным полем, выполненные в трехфазных синхронных генераторов, приводимых во вра1чение от посторонних электродвигателей , концы двух фаз обмото : статоров которых соединены в общую , к образовавшимс  таким образом двум зажимам обмоток статора подключен однофазный источник напр жени  (однофазна  нагрузка) , а. к йачалам трех фаз этих обмоток подсоединена трехфазна  нагрузка (трехфазный иctoчник напр жени ), используемые в различных област х электротехники 1.

Известны также трансформаторные преобразователи числа фаз с вращающимс  магнитным полем, выполненные в виде асинхронного двигател  с

5 заторможенным ротором .

Дл  поддержани  симметрии токов в трехфазной цепи при изменении величины нагрузки и ее коэффициента мощности, в этих преобразовател х

10 необходимо измен ть угол поворота обмотки ротора относительно обмотки статора или измен ть величину емкости и индуктивности, включенных в цепь обмотки ротора при неподвиж 5 ном роторе. Симметрирование токов трехфазной цепи изменением угла поворота ротора значительно усложн ет конструкцию преобразовател  при автоматизации процесса симметрирова2Й ни , не позвол ет существенно умень шить воздушный зазор и улучшить его технико-экономические показатели. Симметрирование же токов трехфазной цепи путем применени  регулируемых

25 конденсаторных батарей и дросселей приводит к значительному увеличению суг-адарной установленной мощности преобразовател .

Целью насто щего изобретени   в30 л етс упрощение конструкции п еобразовател  и повышение надежности его работы.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известном трансформаторном ирГеобразователе числа фаз с вращающимс  магнитным полем, выполненном. . в виде трехфазного асинхронного днигатёл  с фазным заторможенным ротором , к выходным зажимам обмоток статора которого включена нагрузка, а вхрдные зажимы обмоток статора.и ротора подключены к сети, дл  автома-

тического симметрировани  однофазной нагрузки (однофазного источника напр жени ) последовательно с обмоткой ротора включен управл емый

выпр митель-инвертор,15

На фиг.1 изобра ена схема трансформаторного преобразовател  трехфазного тока в однофазный; на фиг.2схема преобразовател  однофазного „ тока в трехфазный; на фиг.З - зависи- мости величины напр жени  и его на- чальной фазы, подводимого к обмоткам ротора, от тока нагрузки дл  схемы. -

Трансформаторный преобразователь 25 числа фаз с вращающимс  магнитным полем (фиг.1 и фиг.2) содержит статор с трехфазной обмоткой 1, к концам которой подключена нагрузка 2, и ротор с трехфазной обмоткой 3. Об- 30 мотка ротора, соединенна  звездой. Подключаетс  через выпр митель 4 и инвертор.5 к трехфазной (фиг.1) или однофазной (фиг.2) сети. Начала обмотки статора подключаютс  к сети. 35

Преобразователь трехфазного тока в однофазный (фиг.1) работает в режиме симмётрирующего устройства следующим образом. К началам А,В,С, i обмотки статора 1 подводитс  от сети 40 трехфазна  система напр жений, например , пр мой последовательности. К обмотке ротора 3 подводитс  от инвертора 5 система напр жений обратной последовательности. Вращаю-, 45 щимсЯ магнитным Полем ротора индуктируетс  в обмотке статора ЭДС по величине равной фазному напр жению сети. При этом на концах обмотки статора ,,2 создаетс  одно- 50 фазное напр жение, равное устроенному значению фазного напр жени  сети. Если же обмотку фазы А статора включить наоборот, т.е. так, чтобы зажимы помен лись местами, то однофазное напр жение по величине будет равно фазному напр жению сети .

Дл  поддержании симметрии системы токов в трехфазной сети при -Изменении величины и характера однофаз- . (О ной нагрузки с помощью управл емого выпр мител -инвертора автоматически регулируетс  фаза Чр и величина на пр гКени  р на зажимах обмотки ротора . Характер изменени  Нр и Up от то- 65

ка нагрузки JH при cos-p 1,6 и 0,866 редставлен на графике (фиг.З).

Принцип работы преобразовател  однофазного тока в трехфазный (фиг.2) заключаетс  в следующем. Известно, что однофазное напр жение и можно представить в виде суммы симметричнцх составл ющих напр жений пр мой 0, и обратной uj последовательностей ) кажда  из которых по величине равна 1/3 от U .. Если вращающимс  магнитным полем ротора скомпенсировать codтaвл юIДyю напр  жени , например, обратной последова тельности , то на зажимах А,В,С, обмотки статора образуетс  симметрична  трехфазна  система напр жений пр мой последовательности.

Дл  автоматического поддержани  симметрии напр жений на выходе преобразовател  с изменением однофазного напр жени  и и Создани  трехфазной системы напр жений на зажимах обмотки ротора служит управл емый выпр митель-инвертор. В схеме (фиг.2) с помощью выпр мител -инвертора регyлиpVeтc  напр жение на зажимах обмотки ротора Цр только по величине ри неизменной его начальной фазе Ч .

Мощность из сети к нагрузке переаетс  только электрическим путем, т.е. через статор. Поэтому мощность ротора, определ ема  токами намагничивани  и потер ми в нем, незначительна - не превышает 10% от номинальной мощности преобразовател . В св зи с этим мощность выпр мител -инвертора тоже мала, и поэтому искаженный характер кривых токов в цепи ротора не оказывает существенного вли ни  на сеть. В этом одно из преимуществ трансформаторного преобразовател  перед тиристорными реобразовател ми числа фаз.

Применение управл емого выпр мител -инвертора в трансформаторном преобразователе числа фаз с вращащимс  магнитным полем дл  автоматического регулировани  величины напр жени  и его ф«зы на зажимах , обмотки ротора, по мощности не превышающей 10% от номинальной Мощности преобразовател , позвол ет упростить конструкцию и повысить надежность работы преобразовател , так как в этом случае исключаетс  необходимость поворота ротора при регулировании симметрии, токов трехфазной сети, в этом преобразователе не требуютс  регулируемые симметрирующие элементы - конденсаторна  батаре  и дроссель, что позвол ет уменьшить габариты, массу и стоимость преобразовател .

В св зи с тем, что в преобразователе отпадает необходимость поворора ротора, воздушный зазор в нем может быть выполнен минимальв1ым, а

это приведет к снижению реактивной мощности намагничивани  и рассе ни  и повышению коэффициента мощности и КПД преобразовател .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 280633, кл. Н 02 М 5/аО, 1969.,

2.Мил х А. Н, и др. Схемы симметрировани  однофазных перегрузок в трехфазных цеп х. Киев. Наукова думка, 1973, с. 125-130.

f a

и

ts

Iff

n

itgгв19

17

9ui.s