Фазовращающее устройство

 

Использование: изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электропитания, индукционных регуляторах, испытательных стендах. Сущность изобретения: фазовращающее устройство осуществляет управляемый фазовый сдвиг выходного трехфазного напряжения относительно входного, что достигается шунтированием части зубцов трансформатора с вращающимся магнитным полем 1 обмотками управления 4 с ключами переменного тока 5. Состояние ключей переменного тока 5, соответствующее требуемому фазовому сдвигу , задается блоком управления 6. Круговое вращающееся магнитное пдле искажается, распределение магнитных потоков в магнй - топроводе изменяется, благодаря чему ЭДС вторичной обмотки сдвигается по фазе, фазовый сдвиг выходного напряжения соответствует требуемому фазовому сдвигу. 4 э.п. ф-лы, 3 ил. %В Выход (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 М 5/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ сдвигу, 4

8 ЮихаФ

С (21) 4886411/07 (22) 20.11.90 (46) 30.03.93. Бюл. М 12 (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (72) О,А.Дерин, А.А.Мартынов и В.А.Иванов (56) Костенко М.П., Пиотровский Л,М.Электрические машины. М„Энергия, 1969, часть

II.

Авторское свидетельство СССР

М 562873, кл. Н 01 F 29/14, 1979.

Авторское свидетельство СССР

% 524234, кл. Н 01 F 29/14, 1979. (54) ФАЗОВРАЩАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Использование: изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электропитания, индукционных регуляторах, испытательных

С

ыа

А!

Ы, 1805533 А1 стендах. Сущность изобретения: фазовращающее устройство осуществляет управляемый фазовый сдвиг выходного трехфазного напряжения относительно входного, что достигается шунтированием части зубцов трансформатора с вращающимся магнитным полем 1 обмотками управления 4 с ключами переменного тока 5.

Состояние ключей переменного тока 5, соответствующее требуемому фазовому сдвигу, задается блоком управления 6. Круговое вращающееся магнитное поле искажается, распределение магнитных потоков в магнйтопроводе изменяется, благодаря чему ЭДС вторичной обмотки сдвигается по фазе, фазовый сдвиг выходного напряжения соответствует требуемому фазовому з.п. ф-лы, 3 ил.

I ! !

j00 о (Л

Сд (л) !

1805533

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электропитания, индукционных регуляторах, испытательных стендах.

Цель изобретения — упрощение управления фаэовым сдвигом, что позволяет использовать фазовращающее устройство в качестве индукционного регулятора, в лабораторном и.испытательнЬм оборудовании, в системах управления синфазными синхронными приводами и других устройствах.

На фиг. 1 приведена структурная схема фазовращающего устройства; на фиг,2— принципиальная схема фазоврвщающего устройства; на фиг.3 — магнитопровод трансформатора с вращающимся полем.

Ф азо вращающее устройство состоит из трансформатора 1 с вращающимся магнитным полем, имеющего первичиуе 2 и вторичную 3 трехфазные обмотки, подключенные соответственно к входйым и выходным выводам, обмоток управления 4, ключей переменного тока 5 и блока управления 6. К каждой обмотке управления 4 подключен ключ переменного тока 5. Выходы блока управления 6 подключена к управляющим входам ключей переыенноготокэ5.

Первичная 2 и вторичная Э обмотки вы10 полнены простыми петлевыми или простыми волновыми, т,е. состоят из секций, Зо включенных последовательно, и сдвинуты друг относительно друга на магнитопроеоде на к/3 рад, Ключевые обмотки 4 состоят из групп трехфазных обмоток, включенных в треу- 35 гольник. Каждая обмотка намотана иа одном из зубцов трансформатора 1 с вращающимся магнитным полем. Обмотки управления намотаны только иа тех зубцах, шунтирование которых приводит к существ- 40 венным фазовым сдвигам. На прочих зубцах ключевые обмотки отсутствуют.

Ключ 5 состоит из выпрямителя на диодах 5.1...5.6, ключевого транзистора 5.7, базовый переход которого шунтирован 45 балластным резистором 5.8, транзистора

5.10, усиливающего сигнал по току, ограничительного резистора 5.9 и входного ррэисторного делителя 5.11, 5,12.

Блок управления 6 состоит из микросхе- 50 мы ПЗУ 6.1, осуществляющей. перекодировку входного цифрового кода фазового сдвига в сигналы управления ключей 5, и инвертора 6,2, умо цняющего выходные уровни микросхемь, ПЗУ 6.1. .55

Фазовращающее устройство работает следующим образом.

Когда код сдвига фаэ вторичной обмотки 3, поступающий на вход блока управления 6, соответствует нулевому сдвигу фаз, трехфазное входное напряжение прикладывается к первичной обмотке 2 и наводит в сердечнике трансформатора 1 круговое вращающееся поле, наводящее во вторичной трехфазной обмотке 3 ЭДС без фазового сдвига. Код нулевого сдвига поступает на вход микросхемы ПЗУ 6.1, запрограммированной таким образом, что на ее выходах устанавливаются высокие уровни, на выходах инвертора 6.2 устанавливаются низкие уровни, транзисторы 5.7 и 5.10 закрыты, ключи 5 разомкнуты, ток через обмотки управления 4 не протекает, они не оказывают влияния на магнитное поле трансформатора 1.

Когда код сдвига фаз вторичной обмотки 3 соответствует ненулевому сдвигу фаз, трехфазное входное напряжение прикла,ывается к первичной обмотке 2 и наводит в сердечнике трансформатора 1 вращающееся магнитное поле. Код сдвига поступает на микросхемы ПЗУ 6.1, на ее выходах устанавливаются низкие и высокие уровни, которые через инвертор 6.2 поступают на управляющие входы ключей 5. Если на управляющем входе ключа 5 установился низкий уровень, то соответственно рассмотренному выше случ®а, обмотка управления 4 не ока.зы вает влияние на магнитное поле трансформатора 1. Ясли на управляющем входе ключа 5 установился высокий уровень, то открывает-. ся транзистор 5.10. Открытый транзистор.

5.16 отгорает транзистор 5.7, который шунтмрует выход выпрямителя 5.1...5.6 и, следовательно, обмотку управления 4, Короткозамкнутые обмотки управления 4 повышают магнитное сопротивление тех зубцов трансформатора 1, на которых они намотаны, форма вращающегося магнитного поля искажается. Короткоэамкнутые обмотки управления 4 шунтируют секции вторичной обмотки 2, расположенные на этих зубцах, благодаря чему из суммарной

ЗДС вторичной обмотки 2, измеренной до замыкания ключей, вычитается ЗДС шунтированной секции вторичной обмотки 2. Так как в трансформаторе с вращающимся магнитным полем 1 ЭДС каждой секции имеет разные фазы, то вычитание ЗДС из суммарной ЭДС вторичной обмотки 2 приведет к изменению фазы последней, причем величина и знак изменения зависит как от фазы

ЭДС шунтированной секции, т.е. номера зубца, на котором намотана секция, так и; количества, одновременно шунтированных

ЭДС секций вторичной обмотки 2. Снижения.амплитуды суммарной ЭДС вторичной обмотки 2 при замыкании ключей не происходит, так как при этом шунтируются также

ЗДС секции первичной обмотки 1, что при1805533 водит к перераспределению ЭДС шунтированных секций первичной обмотки 1 на остальные ЭДС секции этой обмотки, Рост

ЭДС незашунтированных секций первичной обмотки 1 приводит к росту ЭДС незашунтированных секций вторичной обмотки

2, что компенсирует снижение ее ЭДС.

Таким образом, происходит фазовый сдвиг ЭДС вторичной трехфазной обмотки

2 относительно первичной трехфазной обмотки 1, величина и знак которого определяется кодом, поступающим на вход блока управления 6.

Принципиальной схеме, изображенной на фиг,2, соответствует трансформатор 1 с вращающимся магнитным полем; состоящий иэ магнитопровода с 24 зубцами, изображенного на фиг.3, первичной трехфазной обмотки 2, являющейся распределенной простой петлевой или волновой, выполненной таким образом, что фазовый сдвиг магнитного поля на каждом зубце равен пространственному геометрическому углу этого зубца, вторичной обмотки 3, являющейся распределенной простой петлевой.

Формула изобретения

1. Фазовращающееся устройство, содержащее трансформатор с вращающимся магнитным полем в виде кольцевого магнитопровода из наружного кольцевого магнитопровода и внутреннего магнитопровода, кроме того, первичная и вторичная трехфазные обмотки, связанные с входными и выходными выводами соответственно и

5 размещенные в пазах магнитопровода, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения управления фазовым сдвигом, введены обмотки управления, каждая из которых намотана на одном из зубцов магнитопровода и зашунти10 рована введенным ключом переменного тока, блок управления, выходами соединенный с управляющими входами соответствующих ключей переменного тока.

15 2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что первичная и вторичная трехфаэные обмотки выполнены простыми петлевыми или простыми волновыми, 3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е20 с я тем, что первичная и вторичная трехфазные обмотки сдвинуты одна относительно другой на магнитопровод(на 4/3 рад.

4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что обмотки управления выполнены

25 в виде групп трехфазных обмоток, включенных в треугольник.

5. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что ключ переменного тока выполнен в виде выпрямителя, выход постоянного

30 тока, которого зашунтирован ключом.

1805533

Составитель О.Дерин

Техред М.Моргентал Корректор М.Самборская

Редактор

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

Заказ 946 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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