Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное (его варианты)

 

1. Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное, содержа1ций два входных вывода, являющихся 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, 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 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК..SU„„31) И 78 А

3CSD Н 02 М 5/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3356728/24-07 (22) 24. 11.81 (46) 23.09.84. Бюл. У- 35 (72), А.Ф.Березовский (53) 621. 314. 25 (088. 8) (56) 1. Бамдас А.М; и др. Статические электромагнитные преобразователи частоты и числа фаз. Г1., Госэнергоиздат, 196 1, с . 109-112, 13 7.

2. Адаменко А.И. и др . Преобразование однофазного тока в трехфазный

Киев, "Техника", 1971, с. 158. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОДНОФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ (ЕГО ВАРИАНТЫ) . (57) 1. Преобразователь однофаэного напряжения в трехфаэное, 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, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения установленной мощности, в нее введены дифференциальный трансформатор с двумя первичными и одной вторичной обмотками и резистор, при" чем 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 вывод с вторым выходным выводом, параплельно вторичной обмотке диффереициалж оro трансформатора подключен указатель«( ный резистор.

1115

2. Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное, содержащий два входных вывода, являющихся общими с соответствующими первым и вторым выходными выводами, третий выходной вывод, автотрансформатор с повышающим, про; ежуточным и понижающим выводами и конденсатор, о т л и ч а ю щ и и 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

178 и одной вторичной обмотками, мостовой выпрямитель, вход которого подключен вторичной обмотке дифференциально- го 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 трансформатора соединен с третьим выходным выводом, а его понижающий вывод — с вторым выходным выводом.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например при ремонте железной дороги или в качестве вспомогательного оборудования на электропоездах переменного тока.

Известен преобразователь однофазного тока в трехфазный с двумя пассивными элементами (дроссель и конденсатор), включенными последователь- 10 но между двумя выводами однофазной линии, причем к среднему выводу этих элементов подсоединена третья фаза нагрузки (1).

Недостаток известного устройства 15 состоит в том, что с уменьшением нагрузки (относительно выбранной расчетной) значительно увеличивается коэффициент асимметрии токов. Кроме того, возможны большие напряжения 20 и токи в дросселе и конденсаторе, вызванные резонансом напряжений в слу чае отключения всей нагрузки или обрыва третьей фазы. Автоматическое регулирование этого устройства отно- 25 сительно сложно, поскольку требует двух дросселей с подмагничиванием.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь однофазного напряжения в трехфазное, содержащий 30 два входных вывода, являющихся общими с соответствующими первым и вторым выходным выводами, третий вы-, ходной вывод, автотрансформатор с по2 выщающим, промежуточным и понижающим ! выводами и конденсатор (2 .

Недостаток известного устройства, состоит в том, что требуемая установленная мощность автотрансформатора относительно большая — больше мощности всей нагрузки, несмотря на то, что две фазы нагрузки получают энергию непосредственно от однофазной линии.

Целью изобретения является уменьшение установленной мощности.

Эта цель достигается тем, что согласно первому варианту в преобразователь однофазного напряжения в трехфазное, содержащий два входных вы вода, являющихся общими с соответствующими первым и вторым выходными выводами, третий выходной вывод, автотрансформатор с повышающим, промежуточным и понижающим выводами и конденсатор, введены дифференциальный трансформатор с двумя первичными и одной вторичной обмотками и резистор, причем конденсатор включен между первым входнбпч выводом и через первую первичную обмотку дифференциального трансформатора с промежуточным выводом автотрансформатора„ повышающий вывод которого4 через вторую первичную обмотку дифференциального трансформатора соединен с третьим выходным выводом, а его понижающий вывод - с вторым выходным выводом, 3 1115 параллельно вторичной обмотке дифференциального трансформатора подключен укаэанный резистор.

Согласно второму варианту автотрансформатор снабжен обмоткой подмагничивания, расположенной на крайних стержнях его трехстержнево-. го магнитопровода, а его основная обмотка с указанными выводами расположена на всех трех стержнях, в 1р устройство 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 и, щ через первую обмотку дифференциального трансформатора, промежуточным выводом автотрансформатора, повышающий вывод которого через вторую первичную обмотку дифференциального трансфор- 25 матора соединен с третьим выходным выводом, а его понижающий вывод— с вторым выходным выводом.

На фиг. 1 дана принципиальная схема для первого варианта устройства; на фиг. 2 — то же, для второго варианта устройства; на фиг. 3 — векторная диаграмма, относящаяся к обоим вариантам.

Устройство имеет входные выводы 1

35 и 2, являющиеся общими с соответствующими первым и вторым выходными выводами. Автотрансформатор 3, подсоединенный своим понижающим выводом к выводу 2 "Вход-выход", имеет ближайший промежуточный вывод 4 и по вышающий вывод 5. Между выводом 4 автотрансформатора и выводом 1 (" Входвыход") подключен конденсатор 6, а к повышающему выводу 5 подсоединен третий вывод 7 для соответствующей фазы нагрузки 8. Дополнительно введенный дифференциальный трансформацор 9 имеет две первичные обмотки, подсоединенные с одинаковой поляр50 ностью одна меящу выводом 4 и конденсатор 6, а другая — между выводом 5 автотрансформатора 3 и выводом 7 для подключения третьей фазы нагрузки 8. К вторичной обмотке трансформатора 9 подсоединен резистор 10.

В устройстве по второму варианту (фиг. 2) к вторичной обмотке диф178 4 ференциального трансформатора 9 подсоединен выпрямитель 11, к которому подключена обмотка 12 подмагничивания автотрансформатора 3. Это подсоединение выполнено через резистор 13 параллельно части которого подсоединен стабилитрон 14. Обмотка 12 подмагничивания расположена на крайних стержнях трехстержневого автотрансформатора 3, а его основная обмотка размещена на всех трех стержнях.

Устройство по первому варианту работает следующим образом.

I фазы 1 и 2 нагрузки 8 преобладающую часть энергии получают непосредственно от выводов 1 и 2 питающей однофаэной линии. Входная часть автотрансформатора 3 (между выводами 2 и 4) последовательно с конденсатором 6 также подсоединена к выводам 1 и 2 однофаэной линии, причем автотрансформатор передает входную мощность в третью фазу нагрузки. В известном устройстве автотрансформатор воспринимает энергию непосредственно от однофаэной линии, передавая ее в конденсатор и в третью фазу нагрузки, вследствие чего требуется установленная мощность автотрансформатора значительно больше, чем в предложенном устройстве.

Ток нагрузки третьей фазы в первичных обмотках дифференциального трансформатора 9 создает взаимно компенсирующиеся ампервитки и следует учитывать только ампервитки, вызванные током намагничивания автотрансформатора 3, который в нормальном режиме составляет 5-10Х от номинального тока, поэтому в нормальном режиме можно пренебречь падением напряжения на вторичной обмотке трансформа,тора 9.

Предположим, что на нагрузке установились трехфазные симметричные напряжения и потенциалы выводов 1, 2, 4 и 7 приняли показанные на векторной диаграмме значения (фиг. 3), тогда под влиянием напряжения U

5 .ния lJ „на,30 . Поскольку фазные на- . пряженйя симметричны, а фазные со. противления нагрузки одинаковы, то в фазах 1 и 2 токи симметричны относительно тока в третьей фазе, т.е. коэффициент асимметрии токов равен нулю.

Расчеты с помощью векторной диаграммы (фиг. 3). показывают, что в 10 предложенном устройстве требуется в два раза меньшая установленная мощность автотрансформатора, чем в известном устройстве, а установленная .мощность конденсатора у них одинако- !5 ва.

Когда происходит отключение нагрузки или случайный обрыв ее третьей фазы, в устройстве по фиг. 1 автотрансформатор 3 остается без нагруз- 20 ки и начинается феррорезонанс напряжений в цепи автотрансформатор 3— конденсатор 6. При этом значительно возрастает ток намагничивания автотрансформатора 3 и соответственно 5 растет напряжение на вторичной обмот . ке дифференциального трансформатора 9, который автоматически заметно вводит в феррорезонансную цепь резистор 10.

Сопротивление резистора 10 выбирает- 3п ся так, чтобы в должной мере ограничить напряжения и токи в феррорезонансной цепи, причем учитывается также ограничивающее действие всех активных сопротивлений в устройстве.

Если автоматический ввод резистора

10 в феррорезонансную цепь происходит из-за очень сильного уменьшения активной нагрузки, то восстановление активной нагрузки вызывает сниже- 40 ние напряжения на входе автотрансформатора 3, которое сопровождается существенным уменьшением тока .намагничивания автотраисформатора и, следовательно, резистор 10 снова не обте- 4 кается заметным током. с

Установленная мощность дифференциацьного трансформатора 9 не. более

25Х от мощности автотрансформатора

3, а суммарная установленная трансформаторная мощность в предложенном устройстве не более 637 от мощности ав- тотрансформатора в известном устройстве.

Устройство по второму варианту работает следующим образом.

В режиме начавшегося феррорезонанса напряжений в цепи автотрансформатор 3 — конденсатор 6 растет напряжение на вторичной обмотке дифференциального трансформатора 9, вследствие чего происходит подмагничивание автотрансформатора 3, вызывающее значительное уменьшение тока при переходе через резонанс, а также уменьшение тока, при котором после перехода через резонанс наступает равновесие между, напряжением однофазной питающей линии и падением напряжения на элементах феррорезонансной цепи. Уменьшение тока значительно снижает повышение напряжения на конденсаторе 6. Стабилитрон 14 дополнительно уменьшает подмагничивание автотрансформатора

3 в режиме нормальной работы, когда также мало напряжени на вторичной обмотке дифференциального трансформатора 9.

В устройстве по второму варианту по сравнению с первым вариантом установленная мощность дифференциального трансформатора 9 значительно меньше, а эквивалентная установленная мощность автотрансформатора 3 немного больше из-за наличия обмотки

12 подмагничивания.

Таким образом, у каждого из предложенньм вариантов преобразователя суммарная установленная трансформаторная мощность SO-63X от мощности автотрансформатора в известном устройстве.

1115178

Составитель Л.устинкина

Редактор И.Николайчук Техред Т,Дубинчак Корректор В.Гирняк

Заказ 6 78 7/4 1 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIII11"Патент", r. Ужгород, ул . Проектная, 4