Многофазный статический преобразователь формы переменного напряжения

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве устройства для лабления гармоник переменного тока. Цель изобретения - снижение массога (Л баритных показателей и улучшение кас чества выходного напряжения. Устройство содержит пространственную Магнитную систему из стержней 1-9 и

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„1275 (51) 4 Н 02 М 5/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3902722/24-07 (22) 30.05.85 (46) 07. 12. 86. Бюл. У 45 (71) Кишиневский политехнический институт им. С.Лазо (72) А.И.Ангел, В.И.Загрядцкий, Н.И.Кобыляцкий, В.Г.Иевчик и Б.В.Мищенко (53) 621.314.2(088.8) (56) Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М.: Высшая школа, 1973.

Патент Англии 11 1559280, кл. Н 02 И 5/14, Н 02 P 13/18, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 554601, кл. Н 02 И 7/537, Н 02 М 1/12, 1977.

Авторское свидетельство СССР

И 920990, кл. Н 02 M 5/16, 1982..

Авторское свидетельство СССР

Ф 693518, кл. Н 02 М 5/16, 1979.

Блинов И.В., Гущин А.В °, Ссорин Н.А. Тиристорный преобразователь частоты с синусоидальным выходным напряжением. — Тезисы: докл. на

У

III Всесоюзной научно-технической конференции. В сб ° : Проблемы преобразовательной техники, ч.3. — Киев: изд-во АН УССР, 1983, с. 65-68. (54) МНОГОФАЗНЫЙ СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФОРМЫ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве устройства для ослабления гармоник переменного тока.

Цель изобретения — снижение массогабаритных показателей и улучшение качестна выходного напряжения. Устройство содержит пространственную магнитную систему из стержней 1-9 и

1275698 ярм 10 и 11. На стержнях расположены катушки 12-20 первичной обмотки, соединенной в звезду, и катушки: 21—

25 вторичной обмотки, соединенной в звезду. Количество витков катушек вторичной обмотки выбрано в соотношении 0,395:0,742:1:0,742:0,395. Катушки первичной обмотки, ЭДС котоpe рых сдвинуты во времени на 160, расположены на смежных стержнях. Указанное расположение катушек первичной обмотки позволяет образовать каждую фазу выходной обмотки последовательным соединением катушек, расположенИзобретение относится к электротехнике, а именно к статическим уст— ройствам трансформаторного типа, служащим для преобразования симметричной многофазной системы ЭДС несинусоидальной формы в симметричную трехфазную систему синусоидальных ЭДС той же частоты,и может быть использовано например в качестве устройстУ Э

ll0 ва для ослабления гармоник переменного тока у трансформаторов, гåíåðàторов, автономных инверторов и преоб-. разователей частоты.

Цель изобретения — снижение массо— 15 габаритных показателей и улучшение качества выходного напряжения.

На фиг.l представлена магнитная система многофазного статического

20 преобразователя формы переменного напряжения вместе с расположенными на стержнях катушками первичной и вторичной обмоток, каждая из которых

2S соединена в звезду; на фиг ° 2 — временная диаграмма фазных ЭДС <р,, 9, ..., P, первичной девятифазной в обмотки, форма которых, например, прямоугольная; на фиг.3 — формирование ЭДС фазы., а также форма линейного ЗО напряжения выходной трехфазной обмотки в "равнении с синусоидальной, которая изображена штриховой линией; на фиг.4 — звезда стержневых магнитных потоков Р,, Р, ...,, Р и маг- 35 ных на следующих друг за другом пяти стержнях. При этом в каждой фазе все катушки с одинаковым числом витков расположены симметрично относительно вертикальной оси магнитной системы.

Это обеспечивает полную компенсацию гармоник порядка ниже семнадцатой и улучшает симметрию выходных ЭДС °

Кроме того, снижается результирующий магнитный поток, проходящий через участки ярм между двумя смежными стержнями, что позволяет почти в два раза уменьшить сечения ярм по сравнению с сечением стержней. 4 ил. нитных потоков участков ярм Р„ Р, ..., Р„„ первой гармоники. аз

Многофазный статический преобразователь формы переменного напряжения содержит замкнутый магнитопровод, состоящий из девяти стержней 1-9 и двух ярм 10 и 11, первичную девятифазную обмотку с катушками 12 — 20 и вторичную трехфазную обмотку, каждая фаза которой образована последовательным соединением катушек 21

25. Катушка фазы А первичной обмотки

12 расположена на стержне 1, катушка фазы E первичной обмотки 13, ЭДС которой сдвинута по отношению к ЭДС фазы А на 160, расположена на стержне

2, катушка фазы 1- первичной обмотки

l4, ЭДС которой сдвинута по отношению к ЭДС фазы E на 160, расположена на стержне 3 и т.д. ..., катушка фазы F первичной обмотки 20,ЭДС которой сдвинута по отношению к ЭДС фазы

Ь на 160, расположена на стержне 9.

Устройство работает следующим образом.

При присоединении каждой фазы первичной обмотки к девятифазному источнику несинусоидальных ЭДС в замкнутом магнитопроводе создается равномерно распределенное по стержням магнитное поле, содержащее в общем случае весь спектр нечетных гармоник. Под действием этого поля в каждой катушке фазы выходной обмотки наведутся трансформаторные ЭДС всех

1275698 нечетных гармоник. Причем за счет строгой симметрии магнитоп15овода .указанные ЭДС пропорциональны расчетному числу витков указанных катушек. При соотношении чисел витков катушек каждой фазы вторичной обмотки

W Л :Ч !W :И

21 2ß 23 Q< 9.5

0,395:0,742:1:0,742 .0,395 и соответственном соотношении индуктированных в них ЭДС e », Г„

e,„„,,e (фиг.3), а также указанном соединении катушек, на выходных зажимах устройства будет действовать

ЭДС первой гармоники, и гармоники ряда 1= 2KZ + 1, где 4 — порядок гармоники; Z = --9 — число стержней магнитопровода; К = 1, 2, 3, ЭДС остальных гармоник, наиболее выраженных в фазном напряжении первичной обмотки, подавляются во вторичной обмотке компенсационным методом, при этом форма линейных ЭДС вторичной обмотки близка к синусоиде (фиг.3).

Расположение катушек каждой фазы первичной обмотки, ЭДГ которых сдвинуты во времени на 160, на смежных стержнях позволяет образовать каждую фазу выходной обмотки последовательным соединением катушек, расположеннь|х на следующих друг за другом пяти стержнях (фиг.1), причем в каждой фазе все катушки, содержащие одинаковые числа витков, расположены симметрично относительно вертикальной оси магнитопровода, следовательно, находятся в одинаковых магнитных условиях, чем достигается полная компенсация гармоник порядка ниже 17-й и улучшается симметрия выходных ЭДС, а также снизить результирующий поток, проходящий через участки ярм между двумя смежными стержнями, так как в этом случае потоки наиболее выраженных первых гармоник участков ярм Р,, Фд Р будут составлять 0,508 от пото 31 ков стержнейср,, +q, ..., Рз (фиг.4), что позволяет почти в два раза уменьшить сечения ярм по сравнению с сечением стержней, а значит одновременно со снижением габаритов снизить массу устройства.

Работа устройства возможна при питании первичной обмотки симметричными несинусоидальными ЭДС различной формы, в том числе прямоугольной, треугольной, трапецеидальной и т.п., т.е. любой формы, которая при разло2О жении в ряд Фурье содержит преимущественно нечетные гармоники.

Формула изобретения

Многофазный статический преобразователь формы переменного напряжения, содержащий пространственную магнитную систему с расположенными на ее стержнях катушками первичной девятифазной

30 обмотки, соединенной в звезду, каждая фаза которой состоит из одной катушки, и вторичной трехфазной обмотки, соединенной в звезду, каждая фаза которой состоит из соединенных последовательно пяти катушек с соотношением чисел витков 0,395:0,742:1:0,742:

:0,395, отличающийся тем, что, с целью снижения массогабаритных показателей и улучшения качества вы40 ходного напряжения, катушки первичной обмотки, ЭДС которых сдвинуты во о времени на 160, расположены на смежных стержнях.

1275698 zz гУ

1275698 фи8. 4

Составитель Л.Устинкина

Техред А.Кравчук

Корректор B.Ñèíèöêàÿ

Редактор А.Шандор

Заказ 6578/54

Тираж 631

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий н б 4 5

Подписное

113035, Москва, Ж 35, Раушская а ., д. /

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4