Феррорезонансный стабилизатор
ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР , содержащий трансформатор, маг нитопровод которого выполнен на двух раздельных сердечниках тороидальной формы, первичная обмотка трансформатора защунтирована первым конден- . сатором, компенсационная и в торичная обмотки соединены последовательно и подключены к выходным клеммам, причем вторичная обмотка зашунтирована вторым конденсатором, о т л и - чающийся тем, что, с цепью повышения КПД за счет уменьшения потерь в стали и обеспечения электроэнергией трехфазных потребителей при однофазном входном напряжении, сердечники выполнены соосными и снабжены по своим соприкасающимся , поверхностям пазами, первичная обмотка разделена на две равные части , которые размещены в пазах внешнего сердечника с фазовым сдвигом в пространстве 1Г/2, одна часть обмотки соединена с входной клеммой непосредственно, а другая часть через первый конденсатор, вторичная .обмотка распределена в пазах внутреннего сердечника и выполнена многофазной , при этом число пазов внешнего сердечника выбрано из условия pq , Z где р - число пар полюсов; q - число пазов на полюс и фазу, число пазов внутреннего сердечника определено числом, кратным числу фаз вторичной обмотки, а компенсационная обмотка уложена в пазах внешнего Од сердечника. С со
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19> S>
19 А
4(sl) G 05 F 3/06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
4РЯ, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
IlO ДЕЛАЮ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3649297/24 07 (22) 04.10.84 (46) 23.06,85, Бюл. У 23 (72) Н. П. Кириллов и Л.Г, Хилько (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Патент США М 3341766, кл. G 05 F 1/14, 1967..
Авторское свидетельство СССР
В 235819, кл. G 05 F 1/14, 1965. (54)(57) ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫИ СТАБИЛИ
ЗАТОР, содержащий трансформатор, магнитопровод которого выполнен на двух раздельных сердечниках тороидальной формы, первичная обмотка трансфор» матора эашунтирована первым конден-.сатором, компенсационная и вторичная обмотки соединены последовательно и нодключеиы к выходным клеммам, причем вторичная обмотка зашунтирована вторым конценсатором, о т л и -: ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения КПД за счет уменьшения потерь в стали и обеспечения элект роэнергией трехфаэных потребителей при однофазном входном напряжении, сердечники выполнены соосными и снабжены по своим соприкасающимся поверхностям пазами, первичная об-, мотка разделена на две .равные части, которые размещены в пазах внешнего сердечника с фаэовым сдвигом в пространстве 7t/2, одна часть обмотки соединена с входной клеммой непосредственно, а другая чаетьчерез первый конденсатор, вторичная .обмотка распределена в пазах внутреннего сердечника и выполнена многофазной, при этом число пазов внешнего сердечника выбрано иэ условия где р - число пар полюсов, q — - число пазов на полюс и фазу, число пазов внутреннего сердечника определено числом, кратным числу фаз вторичной обмотки, а компенсационная обмотка уложен. в пазах внешнего сердечника.
1 1163
Изобретение относится к электро-. технике и может быть использовано для питания устройств автоматики трехфазным напряжением синусоидальной формы и стабильной амплитуды.
Цель изобретения - повышение КПД за счет уменьшения потерь в стали, и обеспечения электроэнергией трехфазных потребителей при однофазном входном напряжении. !О
На фиг. 1 .показана магнитная система стабилизатора, общий вид; на фиг. 2 — схема соединения обмоток стабилизатора при трехфазной вторичной обмотке. 15
Магнитная система состоит из внешнего, набранного иэ листов электротехнической стали, сердечника 1, в пазах 2 которого размещены первичная, разделенная на две равные части,211 сдвинутые в пространстве одна относительно другой на угол равный М /2, обмотка 3 и компенсационная обмотка
4, внутреннего, набранного из листов .электротехнической стали, сердечника 25
5, в пазах 6 которого уложена вторичная, в общем случае многофазная, обмотка 7 (фиг, 1 ). Указанные магнитопроводы кольцевые, тороидальные и соосные. Воздушный зазор между ними выбирается из,технологических соображений с учетом степени насыщения внутреннего сердечника 5. Конструкция магнитной системы стабилизатора и его первичной обмотки позволяет использовать физическое явление -. вращающееся магнитное поле при однофазном входном напряжении. Число пазов внешнего магнитопровода 1 определяется по формуле
2„2рт Ч „ (?) где р,- число пар полюсов;. ш„ — число фаз первичной обмотки: — число пазов на полюс и фазу. 45
Условиями образования вращающегося магнитного поля при однофазном входном напряжении являются наличие фазового пространственного сдвига между50 (равными) частями W> и W > первичной обмотки, равного л/2 (фиг. 2), нали чие фазового временного сдвига между напряжениями, подаваемыми на рассматриваемые части первичной обмотки, 55 равного У/2,и равенство намагничивающих сил обеих частей первичной обмотки
319 равен (3) 2Ур 2 - 180 р
Z . Z
Из равенства (3) находим
Z=4p (4)
Однако для улучшения качества выходного .апряжения число пазов на полюс и фазу выбирается в интервале q = 1-8. Отсюда число пазов внешнего магнитопровода 1 определяется выражением
Е„ 4pq (5)
Число пазов внешнего магнитопровода зависит и от соотношения конструкционных и активных (проводниковых )объемов магнитной системы стабилизатора.
Второе условие образования вращающегося магнитного поля выполняется с помощью конденсатора 8, включенного в цепь части W первичной обмотки W< (фиг. 2). Выполнение третьего условия обеспечивается равенством токов, протекающих по частям W и W первичной обмотки и равенством чисел витков их, Соблюдение перечисленных условий обеспечивает создание результирующего магнитного потока, который пересекает витки вторичной обмотки и наводит в ней многофазную систему электродвижущих сил, при этом величи-. на электродвижущей силы х-й фазы равна
4, 44Щ .ф К „. (6) где f частота входного напряжения; число витков i-й фазы вторичной обмотки 7; амплитуда результирующего магнитного потока; обмоточный коэффициент вторичной обмотки.
21
IâW> (2) где F> и Р— кама гничив ающие силы частей первичной обмотки;
I и I — токи, протекающие по указанным частям первичной обмотки.
В общем случае угол между соседними пазами внешнего магнитопровода. 3 11633
Вторичная обмотка может быть трех", фазной или иметь число фаэ, кратное. трем, В общем случае число пазов внутреннего сердечника 5 зависит от числа фаэ вторичной обмотки 5 (7} где m - число фав;
2 — число пазов на полюс и фазу. 10
Ва иант соединения основных обмоP ток стабилизатора при трехфазной вторичной обмотке показан на фиг. 2, где вторичная обмотка соединена по схеме Звезда . Резонансный контур 15 для каждой фазы образован индуктивностью фазы и соответствующим конденсатором фазы. Компенсационная обмотка а как и в известном устройстве, н 20 включена встречно и последовательно с вторичной обмоткой. Таким образом, при входном однофазном переменном нестабилизированном напряжении, в . спе
r ктре которого имеются высшие гар25 моники, на зажимах потребителей обеспечивается трехфазное, а в общем слу19 4 чае и многофазное стабилизированное напряжение.
Первичная ббмотка подключена к сети с помощью зажимов АХ, а вторичная обмотка - к потребителям,с помощью клемм а, Ь, с.
Феррорезонансный стабилизатор работает следующим образом.
При подключении первичной обмот-. ки 3 к сети и соблюдении условий образования вращающегося магнитного поля в магнитной системе стабилизатора возникает основной магнитный поток. Этот поток пересекает витки вторичной обмотки 7 и наводит в ней многофаэную систему напряжений, поступающих к потребителям. Так как внутренний сердечник 5 находится в насыщенном состоянии, то напряжение на зажимах потребителей остается постоянным при значительных. изменениях входного напряжения. Форма выходного напряжения стабилизатора корректируется с как с помощью компенсационной обмотки
4, так и с помощью конструкций первичной 3 и вторичной 7 обмоток.
1163319
Заказ 4104/48
Тираж 863 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 4
Составитель С. Чернышева
Редакто С Са д р . Саенко Техред Т.Дубичнак Корректор C. Черни
