Трехфазный статический ферромагнитный утроитель частоты

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания электропотребителей, например электродвигателей, напряжением утроенной частоты. Цель изобретения - упрощение конструкции и технологии изготовления, а также повышение надежности. Активная часть устройства состоит из трех одинаковых модулей, включающих уменьшенное количество катушек первичной обмотки. На стержнях магнитопровода каждой из трех групп О-образных сердечников 1 - 9 расположены катушки W<SB POS="POST">б</SB> и W<SB POS="POST">м</SB> одной фазы первичной обмотки и две катушки W<SB POS="POST">с</SB> и W<SB POS="POST">с</SB> двух других разных фаз этой обмотки, а также катушки W<SB POS="POST">2</SB> вторичной обмотки. При подключении первичной обмотки к трехфазной системе напряжений основной частоты и глубоком магнитном насыщении стержней магнитной системы с зажимов вторичной обмотки будет сниматься трехфазная симметричная система практически синусоидальных напряжений утроенной частоты. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s Н 02 М 5/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

::L.„,Нл3МИ

; ь:,.%ЫЦ ,, Б.::! 1С i" Ег А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4630114/07 (22) 02.01,89 (46) 15.07,91. Бюл. М 26 (71) Кишиневский политехнический институт им, С. Лазо (72) Е.И. Забудский, Ю,В. Ермураки, С.Ф.

Козырин, В.Г. Ольховский и О.В, Воловецкий (53) 621.314.263 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1345294, кл, Н 02 М 5/16, 1987.

Рапутов Б.М. Электропривод повышенной частоты для сельскохозяйственных механизмов. Энергоатомиздат, 1985, с. 49, рис. 2.22. (54) ТРЕХФАЗНЫЙ СТАТИЧЕСКИЙ ФЕРРОМАГНИТНЫЙ УТРОИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания электропотребителей, например злектроИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания напряжением утроенной частоты.

Целью изобретения является упрощение конструкции и технологии изготовления, а также повышение надежности.

На фиг. 1 схематически изображена магнитная система с расположенными на ее стержнях трехфазной первичной обмотки (начала фаз обозначены символами А1, В1, С1) и трехфазной вторичной обмотки (А2, В2, С2); на фиг. 2 — симметричная трехфазнорасщепленная звезда девяти векторов магни„„m„„>ЬЬЗЛ1 А1 двигателей, напряжением утроенной частоты, Цель изобретения — упрощение конструкции и технологии изготовления, а также повышение надежности. Активная часть устройства состоит из трех одинаковых. модулей, включающих уменьшенное количество катушек первичной обмотки. На стержнях магнитопровода каждой из трех групп Π— образных сердечников 1 — 9 расположены катушки We u WM одной фазы первичной обмотки и две катушки Wc и 64 двух других разных фаз этой обмотки, а также катушки

М/2 вторичной обмотки. При пОдключении . первичной обмотки к трехфазной системе напряжений основной частоты и глубоком магнитном насыщении стержней магнитной системы с зажимов вторичной обмотки будет сниматься трехфаэная симметричная система практически синусоидальных напряжений утроенной частоты. 3 ил. тодвижущих сил (м, д, с) стержней; на фиг. 3— векторная диаграмма третьей гармоники магнитного потока.

Индексы, цифровые и буквенные обозначения на фиг. 2 и 3, соответствуют принятым обозначениям на фиг. 1.

Предложенный утроитель частоты состоит иэ магнитной системы и трехфаэных первичной и вторичной обмоток соответственно, основной и утроенной частот. Магнитная система вы пол нена в виде одинаковых трех групп О-образных сердеников 1-9, по три симметрично расположенных сердечника в каждой группе, причем три стержня этих сердечников соприкаса1663721

25 каждой катушки вторичной обмотки могут 30 быть разделены на две части, из которых

40

50

55 ются и расположены в центре группы (центральные стержни), а три других стержня этой же группы взаимно смещены на 120 и расположены на периферии группы сердеч ников (периферийные стержни). Каждая фаза первичной обмотки основной частоты состоит из четырех (We —. с большим числом витков, WM — малым числом витков и две Wc— со средним числом витков) последовательно-встречно соединенных катушек, соотношение чисел витков которых составляет

We 9/м, Ю/с . Wc = 1: 0,347: 0,532: 0,532.

На стержнях каждой группы О-образных сердечников расположено четыре катушки первичной обмотки, причем центральные стержни охватываются катушкой We данной фазы, а один из периферийных стержней охватывается катушкой WM этой же фазы, второй периферийный стержень охватывается катушкой Wc другой фазы, а третий периферийный стержень охватывается катушкой Wc третьей фазы, Каждая фаза вторичной обмотки утроенной частоты состоит из трех последовательно — согласно соединенных катушек И/2, охватывающих по одной каждый из трех периферийных стержней (фиг. 1) или центральных стержней, принадлежащих трем отдельным группам О-образных сердечников. Витки одна помещается на периферийном, а другая — на центральном стержне данного Ообразного сердечника.

О-образный сердечник может быть выполнен витым неразрезанным, или витым разрезанным, или шихтованным. О-образный сердечник может быть навит из ленты электротехнической стали не только неизменной ширины, но и переменной ширины, подобно тому как это осуществляется на электротехнических заводах выпускающих силовые трансформаторы с пространственным магнитопроводом, состоящим из трех витых неразрезанных О-образных сердечников. При соответствующей переменной ширинЕ ленты электротехнической стали улучшается заполнение сталью полости катушек с числом витков We. Если 0-образный сердечник выполняется витым разрезным, то плоскости двух разрезов, по одному разрезу на стержень, могут быть либо перпендикулярны к оси стержня, т. е. к силовым линиям магнитного поля, либо эти плоскости могут иметь другие наклоны к этой оси. В этом последнем случае сечение зазора-стыка увеличивается, а величина магнитной индукции в нем уменьшается, что приводит к снижению магнитных потерь в области зазора-стыка, 5

Таким образом, активная часть утроителя частоты состоит из трех одинаковых мо- дулей.

Работа предложенного утроителя частоты основана на магнитном насыщении стержней магнитной системы первой гармоники индукции магнитного поля, которая обусловлена системой м. д. с, (векторы F на фиг.

2), созданных током основной частоты f>, протекающим в первичной обмотке. Вследствие нелинейности кривой намагничивания стали магнитной системы, кривая индукции магнитного поля будет содержать спектр временных нечетных гармоник. Иэ высших гармоник наибольшую амплитуду будет иметь третья гармоника магнитного потока Ф (фиг. 3), которая обусловит трехфазное симметричное напряжение Uz утроенной частоты практически синусоидальной формы на зажимах А2, Вг, С2 вторичной обмотки. Гармоники магнитного потока порядков 6.К + 1, где К = 1, 2, 3, ..., не обуславливают результирующее напряжение в фазах вторичной обмотки, так как в трех катушках каждой фазы этой обмотки они индуктируют ЭДС взаимно сдвинутые во времени на 120О, Гармоники магнитного потока порядков 9.К, где К = 1, 3, 5, ... не обуславливает напряжение на парах зажимов А2, В2, или Сг вторичной обмотки, так как эти гармоники имеют нулевую последовательность фаз. Только 15 — я гармоника магнитного потока индуктирует ЭДС обратной последовательности во вторичной обмотке, но амплитуда этой гармоники пренебрежно мала.

Ток, протекающий в первичной обмотке предложенного утроителя, практически синусоидален, т. е. по существу не содержит 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15-й гармоник. Это обусловлено принятыМ соотношением чисел витков катушек первичной обмотки и схемами их соединения и расположения на стержнях магнитной системы.

Формула изобретения

Трехфазный статический ферромагнитный утроитель частоты, содержащий магнитную систему, включающую три группы

0 — образных сердечников, по три сердечника в каждой группе, на стержнях которых размещены соединенные с входными выводами для подключения. питающей сети катушки трехфазной первичной обмотки основной частоты, соединенные между собой по схеме. создающей симметричную трехфаэно-расщепленную систему девяти векторов магнитодвижущих сил стержней и соединенную в звезду, концы которой соединены с выходными выводами для подклю1663721 чения нагрузки, катушки трехфааной вторичной обмотки утроенной частоты, соединенные в каждой фазе последовательно, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и технологии изго- 5 товления, а также повышения надежности, каждая фаза первичной обмотки состоит из четырех катушек с соотношением чисел витков равным 1: 0,347: 0,532: 0,532, причем три О-образных сердечника в пределах 10 каждой группы сердечников расположены симметрично относительно друг друга так,. что три стержня этих сердечников соприкасаются и расположены в центре группы, а.

Периферийною

В, три других стержня тех же сердечников взаимно смещены на 120 и расположены на периферии группы сердечников, причем в каждой фазе первичной обмотки катушка с большим числом витков охватывает три стержня соответствующей группы, расположенных в центре этой группы, катушка с меньшим числом витков этой же фазы расположена на одном из периферийных стержней этой же группы, а две катушки со средним числом витков этой же фазы расположены по одной на одном из периферийных стержней двух других групп сердечников магнитной системы.

1663721

Составитель Л.Устинкина

Редактор М.Васильева Техред М,Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 2272 Тираж 387 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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