Преобразователь частоты с @ -фазным входом и @ -фазным выходом

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устройство состоит из N насыщающихся трансформаторов, на стержнях которых размещены первичные обмотки, объединенные в группы по числу фаз питающей сети, образующие входные цепи. Основные вторичные обмотки совместно с дополнительно введенными вторичными обмотками объединены по числу выходных фаз в группы, образующие выходные цепи. Причем каждый трансформатор снабжен M-L дополнительными обмотками, где M - число выходных фаз, а L - число основных вторичных обмоток. Каждая дополнительная обмотка включена в ту фазу выходной цепи, в которой основная вторичная обмотка того же трансформатора отсутствует. Число витков любой вторичной обмотки соответствующей выходной фазы пропорционально косинусу угла β<SB POS="POST">IJ</SB>=β<SB POS="POST">O</SB>+Kφ/N(I-1)-φ(J-1), где β<SB POS="POST">о</SB> - произвольный угол

K - коэффициент преобразования

I,J - порядковые номера трансформатора и выходной фазы соответственно

φ=2φ/M - для M -нечетного и φ=φ/M для M - четного. Знак косинуса соответствует фазировке вторичных обмоток. Такое построение устройства обеспечивает возможность соединения выходных фаз как в многолучевую звезду, так и в многоугольник при любом числе фаз. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5))4 Н 02М5 16

О) )ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСЙОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ a.Р (4 ф - : I<411

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

По ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4350676/24-07 (22) 28.12.87 (46) 30.09.89. Бюл, Р 36 (72) Б,Н,Карманов (53) 621,3)4,263(088,8) (56) Розенблат М.А. Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники, M. Наука, 1974, с. 239, рис. 6-38.

Авторское свидетельство СССР

Р 502458, кл. Н 02 M 5/16, 1976. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С и-ФАЗНЫМ ВХОДОМ И m-ФАЗНЫМ ВЫХОДОМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вто)(ичных источниках питания.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей. Устройство . . состоит из И насыщающихся трансформаторов, на стержнях которых размещены первичные обмотки, объединенные в группы по числу фаз питающей сети, образующие входные цепи. Основные вторичные обмотки совместно с дополИзобретение относится к электротехнике и может найти применение во вторичных источниках питания, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности соединения выходных фаз как в многолучевую звезду, так и на многоугольник при любом (как нечетном, так и четном) числе фаэ.

На фиг. 1 представлена схема пятифазной выходной цепи (для третьей

2 нительно введенными вторичными обмотками объединены по числу выходных фаз в группы, образующие выходные цепи.

Причем каждый трансформатор снабжен

m-1 дополнительными обмотками, где

m — - число выходных фаз, а 1 — число основных вторичных обмоток. Каждая дополнительная обмотка включена в ту фазу выходной цепи, в которой основная вторичная обмотка того же трансформатора отсутствует. Число витков любой вторичной обмотки соответствующей выходной фазы пропорционально косинусу угла Р; =/Ъ,+КГ/М(з-1)-q(j-) ), где P — произвольный угол; К вЂ” коэффициент преобразования; i j — порядковые номера трансформатора и выходной фазы соответственно; у =2 й/mдля m нечетного и q =ï/m для m четного. Знак косинуса соответствует фазировке вторичных обмоток. Такое построение устройства обеспечивает возможность соединения выходных фаз как в многолучевую звезду, так и в многоугольник при любом числе фаз. 4 ил, гармоники основной частоты) преобразо-: вателя частоты, построенного на пят- надцати насыщающихся трансформаторах 1-15; на фиг. 2 — схема двухфаз- гой выходной цепи указанного преобразователя; на фиг. 3 и 4 — диаграммы напряжений.

На фиг. 1 буквами А-А, В-В

f /

С-С, Д-Д, Е-Е обозначены фазы выходной цепи, а цифрами под обмотками — относительные числа витков. Основные вторичные обмотки для фазы

1" — (1»-1) — -- (3 — 1) 5 5

3 151183

Л-Л размещены на сердечниках транс-

l форматоров 2-4, 7-9 и 12-14,.а дополнительные - на сердечниках трансформаторов 1, 5, 6, 10, ll и 15, Аналогично для фазы В-В основные вторичные обмотки размещены на сердечниках

1, 2, 5, 6, 7, 10, 11, 12 и 15 трансформаторов, а дополнительные — на сердечниках 3, 4, 8, 9, 13 и 14 транс-IO форматоров и т.д.

Числа витков вторичных обмоток (основной и дополнительной) для данного i-го насыщающегося трансформатора выбраны пропорционально значению косинуса угла

" =l3 +К -"(i-1)-()(j-1) " -л ) Го N или для пятифазной цепи преобразователя на фиг. 1 (=0; К=З; N=15;

m=5) а для двухфазной (m=2) цепи (фиг.2) « !

9" = (i 1) (3 1) ° ! Ч 5 . 2

Рассчитанные по указанным формулам числа витков даны на фиг. 1 и 2, причем согласное или встречное включение обмоток насыщающихся трансформаторов в данную j þ фазу выходной цепи определяется знаком косинуса уг- 35 ла P," что и показано на фиг. и 2, где точками обозначены одноименные выводы (например, начала) обмоток.

Принцип работы преобразователя заключается в следующем.

При подключении тп(-фазной .(m =2) первичной цепи (которая рассчитывается по тем же формулам, что и вто- 45 ричная цепь, но при значении К=-1 и

m=-m ) к источнику m -фазного перемен(( ного тока основной частотыЯ =2« f в сердечниках насыщающихся трансформатОРОв создается магннтцый пОток, BBK 50 торы которого образуют 2Ы-фазную сис" тему со сдвигом фаз в « /N радиан. С таким же сдвигом фаз индуцируется и напряжение на обмотках насыщающихся тРансфоРматоРов, @opMa напряжения на обмотках имеет вид знакопеременных импульсов, возникающих при переходе индукции в сердечнике от -Вц до

+В„ (фиг. 3, напряжение П().

0 4

С целью улучшения формы выходного напряжения в каждую выходную фа3у включены обмотки всех N насыща ощихся трансформаторов, а число трансформаторов N выбрано равным С К, где C=N/К (равно 5 для фиг. 1 и 2).

В общем случае величина выходного (фазового) напряжения может быть представлена выражением (фиг ° 3, где показано фазовое напряжение U предлагаемого устройства) 1

U =U — cos Кце-Ч(3-1) +

Bh«) m К,, е

+ — - — — cos Г(2И1 K)gt-2N1P

2М1+ К o -q< Я или для рассматриваемого примера, когда N/K=C=5 P =0

U ° =U cos (3gt- Lp(j — 1), ---+ — « (-1)

«,; -1 Ч ) 11!

»сов ((101»1) ЗиГ»»(ц-Iß, т.е. в выходном фазовом напряжении ,отсутствуют высшие (по отношению к выходной частоте Çf) гармоники вплоть до номера 2N-1=9 (фиг. 4, где показана форма фазового Ue, U,„ пах и линейного U«ö„ щц. напряжений предлагаемого устройства), в том числе нет гармоники с номером, кратным числу фаз тп=5, как это имеет место в прототипе.

Таким образом, предлагаемое выполнение вторичной цепи преобразователя дает возможность сформировать выходную цепь преобразователя при четном числе выходных фаз (что невозможно сделать в прототипе) и соединять выходные фазы не только на звезду, но и на многоугольник.

Это расширяет функциональные врзможности предлагаемого преобразоват.еля .

Формула изобретения

Прео 6 разо ватель часто ты с п-фаз-. ным входом и m-фазным выходом, содержащий N насыщающихся трансформаторов, каждый из которых снабжен и первичными и 1 основными вторичными обмотками, причем первичные и вторичные обмотки трансформаторов объе- динены в группы соответственно по числу фаз питающей сети и по числу

1511830 где е „ — соответственно порядковые номера насыщающегося трансформатора и выходной фазы, причем 1 =- 1 "=11 пи.

2 Ю 4 выходных фаэ, образуя входные и выходные цепи соответственно, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с це лью расширения функциональных возмо костей, каждый насыщающийся трансформатор снабжен m-1 дополнительными вторичными обмотками, каждая из которых включена в ту фазу выходной цепи, в которой основная обмотка данного i-го трансформатора отсутствует, причем число витков любой вторичной обмотки i-ro трансформатора, включенной в )-ю выходную фазу, пропорционально косинусу угла ;1, равно- 15

Го 3

P " "=8 +K - (i-1)-y(j-1), -о

, — произвольный угол;

К вЂ” коэффициент преобразования частоты;

2ll

1 = — — для m нечетного v(g-=и m"

m для m четного, а знак косинуса угла Р; соответству1) ет относительной фазировке вторичных обмоток, включенных последовательно в соответствующие фазы выходной це1511830

Ц ьил

Составитель Л.устинкина

Техред H.Äèäûê

Редактор A.Ëåæíèíà

Корректор О.Кравцова Заказ 5910/56 Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101