Преобразователь однофазного тока постоянной частоты в многофазный ток регулируемойчастоты

 

О П И С А Н И Е 261555

ИЗО6РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саюз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено .25.1Х.1958 (№ 608300/24-7) Кл, 21d -, 14/01 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 13.1.1970. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 14Х.1970

МПК H 02m

УДК 621.314.27(088.8) комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

И. И. Андрейко и Н, В. Власенко

Заявитель

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОДНОФАЗНОГО ТОКА ПОСТОЯННОЙ

ЧАСТОТЫ В МНОГОФАЗНЫЙ ТОК РЕГУЛИРУЕМОЙ

ЧАСТОТЫ

Известен преобразователь однофазного тока постоянной частоты в многофазный ток регулируемой частоты, содержащий коммутатор, секции первичной обмотки и индуктивно связанные с ниии втор|ичные обмотки, подсоединенные к входу коммутатора, выход которого подсоединен к многофазной нагрузке.

Однако такой преобразователь сложен и ненадежен в работе. Предложенный преобразователь отличается от известного тем, что он снабжен фазосдвигающим блоком и двумя магнитопроводами, на каждом tH3 которых расположены вторичные обмотки и секция первичной обмотки, причем секции первичной обмотки соединены параллельно через фазосдвигающ ий блок и подключены к однофазной сети.

Такое выполнение преобразователя позволяет упростить его конструкцию и повыоить ,надежность.

На фиг. 1 дана принципиальная схема описыв ae»oro преобр азов ателя; на фиг. 2 — векторнаяя диаграмм а получения двухфазного первичного напряжения; на фиг. 3 — векторная диаграмма получения многофазного вторичного напряжения. Преобр азователь содержит коммутатор 1, секции 2 и 8 первичной обмотки и индуктивно связанные с нимри вторичные обмотки 4 — 18, подсоединенные к входу коммутатора, выход которого подключен к многофазной нагрузке

14. Кроме того, преооразователь снабжен фазосдвитающим олоком 15 и двумя магнитопроводами lб и 17, на которых расположены

5. вторичные обмотки и секции первичной обмотки. Секции первичной обмотки соединены параллельно через фазосдвигающий блок и подключены к однофазной сети.

Коммутатор 1 состоит из неподвижного кол10 лектора 18, подвижных щеток 19, вращающихся колец 20, неподвижных щеток 21 и серводвигателя постоянного тока 22.

К соседним коллекторным пластинам Ko;Iлектора 18 подсоединяют последовательно

15 включенные по одной вторичной обмотке 4—

18 магнитопроводов lб и 17. Число витков и спосоо последовательного включения этих оомоток подбирают так, чтобы э.д.с. между соседними пластина»и коллектора образовали правильную симметричную l-фазную систему,,где l — висло коллекторных пластин, которое выбирается в зависимости от допустимого напряжения между соседними коллекторными пластинами, а также в зависимости от величины выходного напряжения U. Кроме того, увеличивая до определенной величины число плBcTtHH l, т. е. число фаз системы э.д.с., поступающей на вход коммутатора, можно c) щественно улучшить коммутацию и форму

3Q выходного напряжения преобразователя. Ес261555

55 л и же в преобразователе вместо коллекторного коммутатора используется бесконтактный тиристорный коммутатор с коммутацией питающей сети, то увеличение числа фаз I знач ительно расширяет диапазон и плавность изменения выходной частоты.

Улучшению коммутационных процессов на коммутаторе способствует в значительной мере и небольшая величина индуктивностей рассеивания переключаемых коммутатором вторичных обмоток преобразователя.

Таким образом, на коллекторе 18 имеется потенциальная волна, вращающаяся с по стоянной скоростью, пропорциональной постоянной первичной частоте f . Если прои помощи серводвигателя 22 вращается т подвижных щеток 19 с переменной скоростью п«, то на неподвижных щетках 21 получится т-фазная система тока переменной частоты f>, определяемой по формуле

4 — е И где р — число полюсов потенциальной волны коллектора, п«скорость вращения серводвигателя, выраженная в об1мин.

Знак «плюс» относится к случаю, когда щетки 19 вращаются в напр авлени и, противополюсном напр авлению вращения потенциальной волны коллектора, а знак «минус»вЂ” к случаю согласного вращения щеток 19 и потенциальной волны коллектора.

Скорость серводвигателя 22 регулируется в функции заданного параметра (например, в функции нагрузки 14 асинхронных дв игателей или таким образом, чтобы получить oIIределенную механическую характеристику двигателя).

Реактивное сопротивление блока 15, включаемое последовательно с секцией 8 первичной обмотки, служ ит для сдвига фаз между напряжением Уз этой обмотки и напряжен ием сети U, (фиг. 2). Чтобы удержать этот сдвиг фаз постоянным при изменении нагрузки 14, необходимо соответственно изменить величину сопротивления блока 15. Сопрîт и вление должно иметь емкостный характер и поэтому улучшать коэффициент мощности сети.

Изменение этого сопротивления производится автом атичесии при помощи известных схем, осуществляющих изменение .индуктивности дросселя насыщения 28. Если величина емкости 24 недостаточна, включается следую5

35 щая ступень — емкость 25, а в случае необходимости — емкость 2б. Такая разбивка емкости на несколько ступеней дает возможность уменьш ить в несколько раз размеры дросселя 23. Поддержание постоянства сдвига фаз осуществляется сравнительно легко, если преобразователь питает частично регулируемые асинхронные двигатели, работающие в режиме постоянства мощности.

Необходимое регулирование выходного напряжения в связки с изменением частоты может осуществляться ступенчато одновременHbl;, изменением числа витков первичных оомоток преобразователя и плавно внутри каждой ступени при помощи общего дросселя насыщения 27.

Предлагаемый преобразователь эффективно может быть использован для питания ча:стотнорегулируемых тяговых короткозамкнутых асинхронных двигателей электровоза, электрическая энергия к которому подводится при помощи однофазной линии передачи с частотой 50 ги. В этом случае известные схемы привода электровоза предусматривают установку трансформатора или автотрансформатора. В данном случае на электровозе требуется дополнительная установка коллектора с устройством для вращения щеток, а также нескольких групп конденсаторов, которые работают на высоком напряжении около

20 кв и, кроме того, улучшают коэффициент мощности сети. Применение на электровозах описываемого преобразователя дает возмож.ность упразднить целый ряд громоздких и сложных машин и аппаратов, как-то преобразователя фаз и преобразователя частоты.

Предмет изобретения

Преобразователь однофазного тока постоянной частоты в многофазный ток;регулируемой частоты, содержащий коммутатор, секциями первичной обмотками и,индуктивно связанные с ними вторичные обмотки, подсоединенные к входу коммутатора, выход которого подсоединен к многофазной нагрузке, отличающийся тем, что, .с целью упрощения и повышения надежности, он снабжен фазосдвигающим блоком,и двумя магн итопроводам и, на каждом из которых расположены вторичные обмотки и секция первичной обмотки, причем секциями .первичной обмотки соединены параллельно через фазосдвигающий блок и подключены к однофазной сети.

/Реае1

Фиг. 1

Составитель Л. Борисова

Редактор А. Ю. Пейсоченко Техред А. А. Камышникова Корректор Н. А, Митрохина

Заказ 1113(4 Тираж 500 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2