Стабилизирующий однофазно-трехфазный преобразователь фаз

Изобретение относится к электротехнике и предназначается для использования в системах электроснабжения в качестве стабилизированного преобразователя однофазного напряжения в трехфазное. Технический результат заключается в обеспечении стабилизации напряжения однофазно-трехфазного преобразователя фаз. Для этого преобразователь фаз содержит трансформатор с вращающимся магнитным полем, магнитная система которого содержит тороидальный магнитопровод с сердечником, также фазосдвигающий конденсатор, управляющий дроссель с рабочей обмоткой и обмоткой управления и систему стабилизации напряжения. 2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначается для использования в системах электроснабжения в качестве стабилизированного преобразователя однофазного напряжения в трехфазное.

Известный электромашинный преобразователь на общем роторе содержит вентильный двигатель и синхронный генератор (патент РФ №2002112142, Н 02 К 47/04, 2004 г.). Недостатками преобразователя являются низкая надежность работы и КПД.

Наиболее близким по техническому решению является однофазно-трехфазный преобразователь фаз, выполненный на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем в составе трехфазного преобразователя частоты (патент РФ №2217857, Н 02 М 5/27, 5/297, Н 02 Р 7/42, 2003 г.). Магнитная система трансформатора с вращающимся магнитным полем содержит тороидальный магнитопровод с сердечником, при этом первая и вторая первичные обмотки трансформатора расположены на тороидальном магнитопроводе и смещены в пространстве на угол 90° относительно друг друга, кроме того, их начала соединены через фазосдвигающий конденсатор, а три вторичные обмотки трансформатора размещены на сердечнике трансформатора и сдвинуты одна относительно другой на угол 120°, их начала соединены по схеме «звезда», а концы являются выводами для подключения трехфазной нагрузки. Недостатком преобразователя является то, что не обеспечивается стабилизация напряжения при возникновении дестабилизирующих факторов в нагрузке.

Техническим решением поставленной задачи является обеспечение стабилизации напряжения однофазно-трехфазного преобразователя фаз.

Поставленная задача достигается тем, что преобразователь содержит управляющий дроссель с рабочей обмоткой и обмоткой управления и систему стабилизации напряжения, причем начало рабочей обмотки управляющего дросселя соединено со вторым выводом источника питания переменного тока, а ее конец соединен с концом первой первичной обмотки трансформатора с вращающимся магнитным полем, начало которой соединено с первым выводом источника питания переменного тока, обмотка управления управляющего дросселя соединена с первым и вторым выходом системы стабилизации напряжения, входы которой соединены с выходами преобразователя, система стабилизации напряжения содержит трансформаторно-выпрямительный блок, формирователь импульсов, генератор пилообразного напряжения, усилитель импульсов и транзистор, причем вход трансформаторно-выпрямительного блока является первым входом системы стабилизации напряжения, первый выход трансформаторно-выпрямительного блока соединен с эмиттером транзистора и с первым входом формирователя импульсов, а второй выход трансформаторно-выпрямительного блока соединен с вторым входом формирователя импульсов и первым выходом системы стабилизации напряжения, третий вход формирователя импульсов соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, вход которого является вторым входом системы стабилизации напряжения и соединен с входом преобразователя фаз, выход формирователя импульсов соединен с входом усилителя импульсов, первый выход которого соединен с эмиттером, а второй с базой транзистора, вывод коллектора транзистора является вторым выходом системы стабилизации напряжения.

Новизна технического решения заключается в том, что между источником электроэнергии и первичными обмотками трансформатора с вращающимся магнитным полем подключен управляющий дроссель и в состав преобразователя введена система стабилизации напряжения.

По данным научно-технической и патентной литературы авторам неизвестна аналогичная заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.

На фиг.1 представлена функциональная схема стабилизирующего однофазно-трехфазного преобразователя фаз, на фиг.2 - диаграммы напряжений, поясняющие принцип работы системы стабилизации напряжения.

Преобразователь фаз содержит управляющий дроссель 1 с рабочей обмоткой Wp и обмоткой управления Wy, трансформатор с вращающимся магнитным полем (ТВМП) 2, содержащий первую и вторую первичные обмотки 3 и 4 соответственно, фазосдвигающий конденсатор 5 и три вторичные обмотки 6, 7 и 8, систему стабилизации напряжения 9, содержащую трансформаторно-выпрямительный блок 10, формирователь импульсов 11, генератор пилообразного напряжения 12, усилитель импульсов 13, транзистор 14. На фиг 1 показаны выводы А, В и С для подключения нагрузки.

Стабилизирующий однофазно-трехфазный преобразователь фаз работает следующим образом.

Входное однофазное напряжение источника питания переменного тока UBX через рабочую обмотку управляющего дросселя 1 поступает на первичные обмотки 3 и 4 ТВМП 2. При протекании тока в первичных обмотках 3, 4 и фазосдвигающем конденсаторе 5 в магнитопроводе ТВМП создается вращающееся магнитное поле, вызывающее действие переменной ЭДС во вторичных обмотках 6, 7 и 8.

Система стабилизации напряжения 9 работает следующим образом. С выхода трансформаторно-выпрямительного блока 10 сигнал напряжения постоянного тока UТВБ, пропорциональный величине выходного напряжения преобразователя, поступает на один из входов формирователя импульсов 11. На третий вход формирователя импульсов 11 поступает сигнал UГПН от генератора пилообразного напряжения 12, работа которого синхронизирована с входным напряжением источника UBX. Когда сигнал UГПН>UТВБ1 (фиг.2, а), формирователь импульсов 11 формирует импульсы управления Uy (фиг.2, б), которые через усилитель импульсов 13 поступают на управляющие электроды транзистора 14. Транзистор 14 открывается на время длительности управляющих импульсов. Угол управления транзистором α1 (фиг.2, б) соответствует номинальному режиму работы системы стабилизации напряжения.

При возникновении дестабилизирующих факторов в нагрузке преобразователя фаз система стабилизации напряжения 9 изменяет время открытого состояния транзистора 14 таким образом, что выходное напряжение преобразователя фаз остается неизменным. К примеру, если напряжение на выходе преобразователя фаз уменьшится, то уменьшится напряжение на выходе трансформаторно-выпрямительного блока 10 (UТВБ2<uТВБ1, фиг.2, в), уменьшится угол управления транзистором до величины, равной α2 (фиг.2, г). Тогда увеличится время открытого состояния транзистора 14, что приведет к увеличению тока в обмотке управления Wy управляющего дросселя 1 (фиг.1) и уменьшению сопротивления рабочей обмотки Wp и, соответственно, уменьшению падения напряжения на этой обмотке. Поскольку рабочая обмотка Wp управляющего дросселя 1 включена последовательно с первичными обмотками ТВМП 2, то это приведет к увеличению напряжения на первичных обмотках трансформатора, а значит, увеличится напряжение на выходе преобразователя.

Использование управляющего дросселя, рабочая обмотка которого включена последовательно с первичными обмотками ТВМП, и системы стабилизации напряжения выгодно отличает предлагаемый преобразователь от известного, так как обеспечивается стабилизация на выходе преобразователя.

Однофазно-трехфазный преобразователь фаз, выполненный на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем, магнитная система которого содержит тороидальный магнитопровод с сердечником, при этом первая и вторая первичные обмотки трансформатора расположены на тороидальном магнитопроводе и смещены в пронстранстве на угол 90° относительно друг друга, и их начала соединены через фазосдвигающий конденсатор, а три вторичные обмотки трансформатора размещены на сердечнике трансформатора и сдвинуты одна относительно другой на угол 120°, их начала соединены по схеме «звезда», а концы являются выводами для подключения трехфазной нагрузки, отличающийся тем, что преобразователь фаз содержит управляющий дроссель с рабочей обмоткой и обмоткой управления и систему стабилизации напряжения, причем начало рабочей обмотки управляющего дросселя соединено со вторым выводом источника питания переменного тока, а ее конец соединен с концом первой и второй первичных обмоток трансформатора с вращающимся магнитным полем, начало первой первичной обмотки трансформатора с вращающимся магнитным полем соединено с первым выводом источника питания переменного тока, обмотка управления управляющего дросселя соединена с первым и вторым выходом системы стабилизации напряжения, система стабилизации напряжения содержит трансформаторно-выпрямительный блок, формирователь импульсов, генератор пилообразного напряжения, усилитель импульсов и транзистор, причем вход трансформаторно-выпрямительного блока является первым входом системы стабилизации напряжения и соединен с выходом преобразователя фаз, первый выход трансформаторно-выпрямительного блока соединен с эмиттером транзистора и с первым входом формирователя импульсов, а второй выход трансформаторно-выпрямительного блока соединен с вторым входом формирователя импульсов и первым выходом системы стабилизации напряжения, третий вход формирователя импульсов соединен с выходом генератора пилообразного напряжения вход которого является вторым входом системы стабилизации напряжения и соединен с входом преобразователя фаз, выход формирователя импульсов соединен с входом усилителя импульсов, первый выход которого соединен с эмиттером, а второй с базой транзистора, вывод коллектора транзистора является вторым выходом системы стабилизации напряжения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в стабилизированных высокочастотных источниках электроэнергии автономных систем электроснабжения.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для повышения технико-экономических показателей импульсных преобразователей, получающих питание непосредственно от сети переменного тока, путем сокращения числа комплектующих элементов, а также уменьшения токовой загрузки силовых транзисторных ключей в моменты коммутаций и возникающих при этом коммутационных перенапряжений.

Изобретение относится к области управления обратимыми двухзвенными преобразователями энергии переменного тока в энергию переменного тока с использованием в мостовых схемах ключей с двусторонней проводимостью и непрерывным сигналом управления.

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и может быть использовано для регулирования частоты и величины напряжения питания асинхронных электрических двигателей.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к преобразователям частоты, и может быть использовано, например, в валогенераторных установках с переменной частотой вращения синхронного генератора.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может служить для плавного регулирования напряжения и частоты в многофазных системах вторичного электропитания при минимальных массогабаритных показателях согласующего трансформатора.

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение для питания потребителей переменного тока напряжением повышенной частоты. .

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для плавного регулирования напряжения и частоты на выходе трехфазно-трехфазного преобразователя частоты с многообмоточным трансформатором в звене повышенной частоты.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в транзисторных преобразователях с однофазным звеном повышенной частоты, в структуре которых отсутствует звено постоянного тока, используемых в питающей сети ограниченной мощности или в устройствах гарантированного энергоснабжения.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для ограничения коммутационных перенапряжений путем проведения плавной коммутации тока в схеме трехфазного регулятора переменного напряжения с широтно-импульсной модуляцией.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве привода. .

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электромашинным преобразователям, и может быть использовано для питания потребителей переменным током. .

Изобретение относится к области электротехники, электроэнергетики и электромеханики и может быть использовано в системах производства и управления электроэнергией.

Изобретение относится к электроприводу переменного тока повышенной частоты с асинхронными электродвигателями. .

Изобретение относится к электротехнике. .

Изобретение относится к энергетике, в частности к преобразовательной технике, предназначенной для преобразования постоянного тока в переменный (инвертирования), в том числе при утяжеленных условиях эксплуатации (вакуумная среда, повышенная температура, радиация и т.п.) и повышенных требованиях к надежности эксплуатации, например, в высокотемпературных космических ядерно-энергетических установках (ЯЭУ).

Изобретение относится к электротехнике, касается особенностей преобразования механической энергии в электрическую и может быть использовано для выработки электрической энергии.

Изобретение относится к электротехнике, касается особенностей преобразования механической энергии в электрическую и может быть использовано для выработки электрической энергии.

Изобретение относится к электромеханике и может быть использовано в двух вариантах преобразования энергии

Изобретение относится к электротехнике и предназначается для использования в системах электроснабжения в качестве стабилизированного преобразователя однофазного напряжения в трехфазное

Наверх