Статический ферромагнитный утроитель частоты

 

СТАТИЧЕСКИЙ ФЕРРОМАГНИТНЫЙ .УТРОИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий пространственный девятистержневой симметричный магнитопровод, первичную трехфазную соединенную в звезду обмотку, каждая фаза которой состоит из пяти секций , вторичную трехфазную соединенную в звезду обмотку, каждая фаза которой состоит из трех одинаковый последовательно-согласно включенных секций, симметрично расположенных на магнитопроводе по одной-на стержне, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и увеличения КПД, магнитопровод выполнен из С-образньк стержней, плоскость торцов которых перпендикулярна горизонтальной поверхности и образует угол 40 с боковой гранью, плотно состыкованных между собой клинообразными концами со сдвигом в сторону, противоположную направлению стыковки, для образования отверстия, в котором установлена немагнитная шпилька для крепления верхнего и нижнего стыковых СЛ узлов, обмотки расположены преимущественно на горизонтальных участках стержней,причем секции каждой из фаз симметричной первичной обмотки располо- |Жены на пяти смежных стержнях и соединены между собой последовательно-встречно.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) H 02 M 5/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3688803/24-07 (22) 09.01.84 (46) 15.06.85. Бюл. N - 22 (72) А.Д.Дилигул, Н.И.Кобыляцкий, В.Г.Ольховский, С.А.Парсаданян и В.Г.Шевчик (71) Кишиневский политехнический институт им. Сергея Лазо (53) 621.3 14.263(088.8) (56) 1. Бамдас А.М. и др. Ферромаг-. .нитные умножители частоты. M. ,"Энергия", 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

11 - 615575, кл. Н 02 M 5/16, 1975. (54)(57) СТАТИЧЕСКИЙ ФЕРРОИАГНИТНЬй1 .УТРОИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащийпространственный девятистержневой симметричный магнитопровод, первичную трехфазную соединенную в звезду обмотку, каждая фаза которой состоит из пяти секций, вторичную трехфазную соединенную в звезду обмотку, каждая фаза которОй состоит из трех одинаковый последовательно-согласно включенных секций, симметрично расположенных на магнитопроводе по одной. на стержне, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и увеличения КПД, магнитопровод выполнен из С-образных стержней, плоскость торцов которых перпендикулярна горизонтальной поверхности и образует угол 40 с боковой гранью, плотно состыкованных между собой клинообразными концами со сдвигом в сторону, противоположную направлению стыковки, для образования отверстия, в котором установлена немагнитная шпилька для крепления верхнего и нижнего стыковых узлов, обмотки расположены преимущественно на горизонтальных участках стержней, причем секции каждой из фаз симметричной первичной обмотки расположены на пяти смежных стержнях и соединены между собой последовательно-встречно, 1162012

Изобретение относится к ферромагнитным умножителям частоты и может быть использовано, например, для питания высокоскоростных электродвигателей. 5

Известны утроители час-.оты, выполненные на плоских магнитных системах, содержащие насыщенные сердечники с расположенными на них первичными и вторичными обмотками (1 110

Недостатком таких утроителей является несинусоидальность кривых выходных напряжений, нессимметрия входных токов либо выходных напряжений ввиду несимметрии сердечников 15 или фазных обмоток.

Наиболее близким к предлагаемому является статический ферромагнитный утроитель частоты с трехфазным выходом, содержащий магнитопровод, выполненный на трех витых с одинаковыми радиальными размерами кольцевых ярм, расположенных соосно один над другим, а между торцами среднего и крайнего ярм установлены равномерно по окруж- 25 ности по девять шихтованных стержней, первичную трехфазную соединенную в звезду обмотку, каждая, фаза которой состоит из пяти секций, и вторичную трехфазную соединенную в звезду

ЗО обмотку, каждая фаза которой состоит из трех одинаковых последовательносогласно соединенных секций, причем секции обмоток симметрично расположены на среднем ярме в окнах обраЭ зованных ярмами и стержнями (2).

Недостатками известного утроителя . являются сложность конструкции, низкий КПД, плохое использование стали из-за большого количества стыков в магнитной системе, стяжек, изолирующих колец, работы стержней в ненасыщенном режиме и их неучастия в ,создании высших гармоник.

Цель изобретения — упрощение кон45 струкции и увеличение КПД.

Указанная цель достигается тем, что в статическом ферромагнитном утроителе частоты, содержащем пространственный девятистержневой симмет- 50 ричный магнитопровод, первичную трехфазную соединенную в звезду обмотку, каждая фаза которой состоит из пяти секций„ вторичную трехфазную соедииенскую и звезду обмотку, каждая фаза 55 которой состоит из трех одинаковых последовательно-согласно включенных секций, симметрично расположенных на магнитопроводе по одной на стержне, магнитопровод выполнен из С-образных стержней, изготовляемых, например, разрезанием витых 0-образных сердечников, плоскость торцов которых перпендикулярна горизонтальной поверхности и образует угол 40 с боковой гранью, плотно состыкованных. между собой клинообразными концами со сдвигом в сторону,,противополож ную направлению стыковки, для образования отверстия, в котором установлена немагнитная шпилька для крепления верхнего и нижнего стыков узлов, обмотки расположены.на горизонтальных участках стержней, причем секции каждой из фаз симметричной обмотки расположены на пяти смежных стержнях и соединены между собой последовательно-встречно.

На фиг. 1 представлена развернутая на плоскости схема расположения и соединения катушек первичной и вторичной обмоток предлагаемого утроителя; на фиг ° 2 — схема стыковки клинообраэ ных концов девяти стержней; на фиг. 3— утроитель, общий вид.

Статический ферромагIIHTHbIH утро, итель частоты содержит девять стержней 1-9, катушки первичной обмотки, каждая фаза которой состоит из пяти последовательно-встречно соединенных секций 10-14, между числами витков которых выдержано соотношение W o .

: 1 : W : WI,: W,„= О, 395: О, 743: 1:

: О, 743: О, 395, и катушки в торичной обмотки, каждая фаза которой состоит из трех одинаковый последовательно.согласно соединенных 15, 1б и 17 (фиг. 1).

Каждая из катушек первичной и вторичной обмоток установлена на горизонтальных участках С-образных стержней (фиг. 1 и 3). Этим достигается упрощение при сборке aKTHBHbIK элементов утроителя, а также повышается его ремонтопригодность, так как каждая из катушек может быть легко снята и заменена. Стержни магнитопровода, представляющие собой однотипные элементы, состыкованы в соответствии с фиг. 2, при этом в технологические отверстия 18 введена стяжная немагнитная шпилька 19, которая с помощью шайб 20 и гаек 21 закрепляет верхний и нижнич стыковые узлы ,(фиг. 3) . Предложенная конструкция стыкового узла, содержащего техноло1162012 гармоники. На такие же углы оказываются сдвинутыми и ЭДС всех гармоник, наводимых в каждой катушке выходной обмотки. Если за базисную принять ЭДС первой гармоники, наведенную в катушке вторичной обмотки

10, расположенной на первом стержне (фиг. 1-3), то ЭДС К-той гармоники .и-ro стержня оказывается сдвинутой по отношению к базисной на угол

35 гическое отверстие, размеры которого могут изменяться в широких пределах, может быть распространена на магнитопроводы подобного типа с числом

С-образных стержней не менее трех, 5 а стяжная шпилька может быть также использована для транспортировки утроителя.

Устройство работает следующим образом. !О

При подключении первичной обмотки утроителя к 3-фазной сети переменного тока за счет сильного насыщения магнитной системы и нелинейности кривой намагничивания стали в магнитном f5 потоке каждого стержня магнитопровода появляются высшие нечетные гармоники. За счет указанного соединения катушек первичной обмотки и известного соотношения их чисел витков 2О магнитные потоки первой гармоники в соседних стержнях оказываются сдвинутыми один относительно другого

8, на угол -й а потоки высших гармо- 25

8 ник — на угол к — ti где k — порядок

В (n-i) t у„, где „вЂ” начальная фаза.

ToI.pa в катушках 15, 16 и 17, расположенных на первом, четвертом и седьмом стержнях, фазы вторичной обмотки ЭДС третьей гармоники будут сдвинуты относительно базисной на углы

8 6

03 — hI Q =0 3 3.— Яt(р = ЯЯt(p

gj

-г. е. при последовательно-согласном соединении секций они суммируются.

ЭДС первой гармоники, наведенные в тех же катушках, а также большинство

ЭДС высших гармоник (К=5, 7, 11, 13) при суммировании обращаются в нуль и на линейных зажимах вторичной обмотки действуют. практически.симметричные и синусоидальные ЭДС утроенной частоты.

Расположение. катушек первичной и вторичной обмоток на горизонтальных участках стержней магнитопровода, применение однотипных активных элементов для утроителя, простого шпилечного крепления стыковых узлов за счет сформированных отверстий упрощает технологию изготовления и сборки утроителя, а исключение негенерирующих участков магнитопровода и снижение числа стыков в нем приводит к снижению потерь в стали.

1162012 раЬение ига ст Р

Составитель В. Герих

Редактор Л. Алексеенко Техред Л.Микеш Корректор А. Обручар

Тираж 646

Заказ. 3975/54

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-i5, Раушская наб,, д, 4/5

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