Симметрирующее устройство

 

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ и АВТОРСКОМУ СВИДИ ВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Завалено 28.03.77(2I) 2468354/24 07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 25.04. 793юллетень № 15

Дата опубликования описания 28.04.79

< 658654

Сова Советсммк

Социалмстммескмн

Республик

2-. (51) М. Кл.

Н 02 J 3126

Гесударставнннй квинтет

СССР на делам нзабретаннй н аткрытнй (53) УДК 321.365.. 22.078(088.8) (72) Автор изобретения

Ф. D. Косоухов (71} Заявитель

Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственный институт (54) СИММЕТРИРУ10ШЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области эпектрификации отраспей народного хозяйства, а именно преобразованию и распредепению электроэнергии, и предназначено дпя симметрирования однофазных нагрузок (сварочные трансформаторы, индукционные печи, эпектробытовые приемники эпектрической энергии и др.), подключенных к трехфазным электрическим сетям.

Известны . трансформаторные симметрируюшие устройства дпя однофазных электротермических установок (1), (2j .

Из известных трансформаторных симметрируюших устройств наибопее близким по исполнению эиектрической схемы является устройство 2). В этом устройстве втооичные обмотки трансформатора вкпючены пЬспедоватепьно, причем две обмотки-соединены между собой согласно, а третья обмотка — встречно. Обмотки, включенные согласно, имеют количество витков в 2 раза больше, чем третья обмотка. Параппепьно обмоткам, включенным согпасно, подсоединены: к одной из них — батарея конденсаторов, а к другой— дроссепь. К выходным зажимам последовательно соединенных трех обмоток вкпючена однофазная нагрузка.

Существенным недостатком этого устройства является необходимость изготовпения специапьного трансформатора с неодинаковыми по числу витков обмотками. С изменением нагрузки это устройство не обеспечивает полного симметрирования режима трехфазной сети. Применение в этом устройстве дросселя, потеря мощности в котором в 5-7 раз больше, чем в конденсаторной батарее аналогичной мощности, значительно сни15 жает Kill устройства и диапазон симмет рирования, а также коэффициент мошнбсти трехфазной сети.

LIemю настояшего изобретения samerся упрощение конструкции трансформатора, расширение диапазона симметрирования при изменении нагрузки по вепичине и углу сдвига фаз и повышение KHQ. u коэффициента мошности трехфазной сети.

658654 4

На основании этих выражений достроены зависимости емкостей С и С от тока нагрузки в относительных единицах (фиг. 3). В Качестве базисной емкости .5 принята величина

Поставленная цепь достигается тем, что в симметрируюшем устройстве, содержащем синовой трансформатор, ко вторичным обмоткам которого подключена однофазная нагрузка и два симметрпрующих элемента, подключенных между фазами, вторичные обмотки трансформатора выпопнены с одинаковым числом витков, концы, двух соседних обмоток соединены .между собой последовательно, конец третьей обмотки соединен с началом первой обмотки, оба симметрируюших эпемейта выполнены в виде конденсаторов„ причем один конденсатор подключен между началами обмоток двух смежных фаз параллельно однофазной нагрузке, а второй конденсатор подключен одним выводом к обмотке одной из фаз, к которой и одк пюче на нагрузка, а втор ой выв од этого конденсатора подсоединен к начапу обмотки свободной фазы.

Замена дросселя конденсаторной батареей позволяет повысить КПИ устройства на 8-10%, а также увеличить диапазон симметрирования и коэффициент мощности трехфазной сети. Применение конденсаторных батарей с регулируемой емкостью дает возможность осуществить симметрирование однофазных нагрузок, изменяющихся в широкомдиапазоне как по величине, так и по углу сдвига фаз.

На фиг. 1 изображена схема трансформаторного симметрируюшего устройства с последовательно вкщоченной емкостью; на фиг. 2 - схема устройства с паралцепьно вкпюченцой к третьей обмотке традсформатора емкостью; на фиг. 3— зависимости емкостей С и С2 от ве1 личины тока нагрузки при различных углах сдвига фаз (в относительных единицах) дпя схемы„представленной на фиг.l; на фиг. 4 — те же зависимости, что и на фиг. 3, дпя схемы, представленной на фиг.. 2.

0пя обеспечения симметричной системы токов в первичных обмотках трансформатора, а следовательно, и в трехфазной сети при изменении сопротивления нагрузки Хи, вепйчина емкостей С и С2 конденсаторных батарей в схеме (фиг.l) должна регулироваться в соответствии

1 со следующими выражениями: и Ц и

П и

2.1„ уп(<р„ ЪО )

С

Юы ° UH

30 (-

У. где f Э„- ток и напряжение нагрузки;

Иу Н ф — угол сдвига фаз нагрузки;

Ц

43 - угловая частота тока. ком.

6 43. н гдето " ы - номинальный ток нагрузки.

"OÞ, Из графика (фиг. 3) следует, что емкости С и С при IIocrosIHHoM угле Ч), с изменением величины нагрузки необходимо регулировать рямопропорционапьно току нагрузки.

Схема трансформаторного симметрируюшего устройства (фиг. 1) пригодна дпя симметрирования однофазных нагрузок, угол сдвига фаз которых изменяется

26 в диапазоне от 30 до 90 (оса ф

0,866 — О). При этом со сторонй входных зажимов устройство имеет емкостной характер с постоянным коэффициентом мощности, равным 0,866.

Для схемы (фиг. 2) аналитические выражения емкостей имеют вид:

Как следует из графика (фиг.4), характер регулирования емкостей С и С дпя схемы (фиг. 2) такой же как и дпя схемы (фиг. 1).

Схема трансформаторного симметрирующего устройства (фиг. 2) пригодна дпя симметрирования однофазных нагрузок, угол сдвига фаз которых изменяето о ся в диапазоне. от -30 до 90 . Эта

46 схема может быть использована дня симметрирования однофазных нагрузок с соь<р„- 1,0, но по величине установленной реактивной мощности конденсаторных батарей она значительно уступает

45 схеме устройства (фиг.l).

Использование типового трехфазного трансформатора с одинаковыми по числу витков вторичными обмотками -и конден аторной батареей вместо дросселя вы56 годно отличает предлагаемое трансформаторное симметрирующее устройство от укаэанного прототипа, так как,в этом случае упрощается конструкция и повы55

IIIaerca KIlll устройства на 8- 10%.

Кроме того, использование регулируемых конденсаторных батарей расширяет воэможность применения устройства дпя симметрирования переменных однофазных

658654

Фиг. 1 фиг.2 нагрузок и компенсации реактивной мощности в трехфазных сетях.

Формула изобретения 5

Симметрирующее устройство, covepжащее трансформатор, ко вторичным обмоткам которого подключена однофазная нагрузка и два симметрирующих эпемента, подкпюченных между фазами, о т— и и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепью повышения KHEl устройства, увеличения коэффициента мощности трехфазной сети и расширения диапазона симметрирования, 1$ вторичные обмотки трансформатора выпопнены с одинаковым числом витков, концы двух соседних обмоток соединены между собой поспедоватепьно, конец третьей обмотки соединен с начапом первой обмотки, оба симметрирующих элемента выполнены в виде конденсаторов, причем олин конденсатор подключен между начапами обмоток двух смежных фаз и параплепьно однофазной нагрузке, а второй конденсатор подкпючен одним выводом к обмотке одной из фаз, к которой подключена нагрузка, а второй вывод этого конденсатора подсоединен к начапу обмотки свободной фазы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Милях A. Н., Шидловский А. К и

Кузнецов В. Г. Схемы симметрирования . нагрузок в трехфазных цепях. Киев, 1 S 7 3, с. 107-124.

2. Патент Франции % 1350762, кл. Н 02 М, 1964.

<= 58054 н 4 )

Чи --4 )

fy Zh

Составитель Д. Дементьева

Редактор Q. Мепуришвипи Техред С. Мигай Корректор А. Гриценко

Заказ 2069/49 Тираж 856 Подписное

HHHHfIH Государственного комитета СССР по цепам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, уп. Проектная, 4