Поворотный пик-трансформатор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ц7923О9 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено07.07.78 (21) 2643659/24. 07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано30.l2.80. Бюллетень И 48 (51 } М. Кл.

Н Ol F 35/00

Веударетвенай комнтет

СССР де делам нэобретеннй н открытий (53} УДК 62l. .3 14.236 (088.8) Дата опубликования описания 03.01.8l (72) Авторы изобретения

Ю. А. Козлов и И. В. Глухов

Ленинградский ордена Трудового Красного 3намени сельскохозяйственный институт (71) Заявитель (54) ПОВОРОТНЫЙ ПИК-ТРАНСФОРМАТОР

Изобретение относится к электротехнике, к трансформаторным формирователям многофазной системы импульсов, и может быть использовано для управления тиристорными преобразователями.

Известны однофазные пик-трансформа5 торы различного исполнения, предназначенные для преобразования синусоидального входного сигнала в выходной, приближающийся по форме к пикобразному (lj. 1О

Их недостатком является низкое качество импульсов, имеющих пологий фронт, пьедестал и ограничительный диапазон регулирования фазы.

Наиболее близким по технической сущ15 ности является многофазный пиковый трансформатор. Принцип работы этого трансформатора основан на использовании свойств врашаюшегося магнитного поля, созданного первичной обмоткой, а также на использовании эффекта глубокого насьпдения отдельных участков магнитопровода. Известный пик-трансформатор имеет магнитную систему, выполненную по типу, машины переменного тока. Выходное напряжение снимается с катушек, расположенных на легконасыщжощихся зубпах внутреннего магнитопровода. Выходной сигнал по форме представляет собой комбинацию двух напряжений. Одно из них, приблизительно синусоидальное, имеет малую амплитуду. Оно является как бы пьедесталом - основанием для другого напряжения, имеюшего вид пикообразного импульса большой амплитуды. Полярность двух составляющих совпадает, и пикообразный импульс, располагается посредине пьедестала . Многофазный пик-трансформатор применяется для запуска управляемых вентилей. Рабочей частью формируемого им выходного управляющего напряжения является пикообразная часть импульса с высокой крутизной переднего фронта (2j.

Недостатком известного пик-трансформатора, используемого в качестве блока управления тиристорным преобразователем является возможность срабатывания от

2309 4

20

3 79

"пьедестала, а не от пикообразной части импульса. Вероятность этого аварийного включения довольно велика, поскольку различные тиристоры одного и того же типа имеют значительный разброс по уровням тока срабатывания, Целью изобретения является увеличение амплитуды и крутизны фронта пикообразных выходных импульсов и одновременное устранение нерабочей синусоидальной составляющей из выходного сигнала, формируемого пик-трансформатором.

Поставленная цель достигается тем, что в повортном пик-трансформаторе, кроме легконасышаюшихся зубцов, имеются ненасыщенные зубцы. Ненасьпценные зубцы расположены группами между каждой парой легконасышаюшихся зубцов.

На легконасышающихся зубцах уложены выходные катушки, в которых формируется сигнал в виде ликообразного импульса на "пьедестале".На ненасыщенных зубцах также уложен ряд дополнительных катушек. Все катушки внутренней электромагнитной системы делятся на 1И групп, по числу фаз. В каждую группу входят одна выходная катушка и два дополнительных, причем одна из них замкнута накоротко и расположена со сдвигом относительно выходной катушки на одно зубцовое деление,. а другая сдвину- та на целое число полюсных делений и соединена последовательно с выходной катушкой.

На фиг. 1 представлена внутренняя электромагнитная система поворотного пик-трансформатора, рассчитанного на с формирование трехфазной системы управляющих импульсов, поперечный разрез; на фиг. 2 — временная диаграмма напряжения выходной катушки при отсутствии воздействия со стороны дополнительных катушек; на фиг. 3 — диаграмма напряжения выходной катушки при воздействии короткозамкнутой катушки и диаграмма

ЭДС формируемой в компенсируюшей катушке;.на фиг. 4 - форма выходного напряжения при взаимодействии всех трех катушек.

Поворотный пик-трансформатор .имеет электромагнитную систему, разделенную на две .части - внешнюю и внутреннюю.

Внешняя предназначена для формирования вращающегося магнитного поля, Она ничем не отличается от статорных систем машин перемененного тока (на чертеже не показана).

Внутренняя часть электромагнитной системы состоит из магнитопровода 1, 25

SS который имеет легконасыщаюшиеся зубцы 2 (три штуки) и три группы ненасыщенных зубцов 3. На каждом зубце уложена выходная катушка 4 из большого числа витков. Для получения симметричной системы выходных импульсов основные зубцы сдвинуты друг относительно друга на l200. На дополнительном зубце, ближайшем к зубцу 2, уложена короткозамкнутая допонительная катушка 5.

Qcb катушки 5 сдвинута по отношению к оси выходной катушки на одно зубцовое деление против направления вращения магнитного цоля. На ненасыщенных зубцах, расположенных диаметрально, уложена другая дополнительная катушка 6компенсирующая. Катушки 4 и 6 соединены последовательно и имеют общий выход 7, с которого снимается управляюший импульс, На основных зубцах имеются отверстия 8, Поворотный пик-трансформатор работает следующим образом.

Сдвиг всей системы выходных импульсов осуществляется поворотом внутреннего магнитопровода l на необходимый угол, Выходное напряжение формируется в выходной катушке 4. Положение этой катушки определяет фазу выходного импульса. На фиг. 2 приведена форма напряжения, снимаемого с катушки 4, при отсутствии и воздействии на это напряжение катушек 5 и 6. Это напряжение содержит две составляющих: одна в виде синусоиды с частотой сети имеет малую амплитуду, другая в виде пикообразных импульсов чередующейся полярности. Воздействие на форму выходного сигнала катушек 5 и 6 различно.

Катушка 5 расположена на ненасыщенном зубце на расстоянии одного зубцового деления от зубца 2. Нейтраль вращающегося магнитного поля пересекает витки катушки 5 перед тем, как пересечь витки катушки 4.

Крутизна фронта и амплитуда импульса в катушке 4 определяется числом вит ков и скоростью изменения магнитного потока. Мгновенная скорость пересечения зоны зубца 2 нейтралью превышает среднюю скорость вращения магнитного поля.

Такой эффект дает короткозамкнутая катушка 5. Ее действие направлено на изменение картины магнитного поля в зоне, прилежащей к зубцу 2. Воздействие катушки 5 -на выходной сигнал, формируемый в катушке 4, представлено на фиг. 3 (кривая 9).

5 79230

Дополнительная катушка 6 - компенсирующая. Ось катушки 6 сдвинута на одно полюсное деление относительно оси выходной катушки 4. Число витков в катушке 6 небольшое - такое, чтобы получить амплитуду ЭДС, равную амплитуде синусоидальной составляющей в выходной катушке 4-, получаемой при взаимодействии кетушек 5 и 4. Фазы синусоидальной составляющей и компенсирующей ЭДС про-10 тивоположны (см. фиг.З, кривая 10). Катушка 6 соединяется с катушкой 4 последовательно так, что синусоидеанея составляющая на выходе 7 отсутствует. Амплитуда синусоидальной составляющей в 1$ известных пик-трансформаторах не превышает 15-20% от общей амплитуды выходного напряжения. Поэтому взаимодейст вие трех кетушек 4,5 и 6 дает последовательность пихообраэных импульсов, в ?О которых синусоидальная составляющая отсутствует, а крутизна фронта и емцлитуда импульса увеличены (см. фиг. 4).

Катушки 4,5 и 6 участвуют в формирова« нии управлжоших импульсов определенной фазы. Работа катушек других фез проте кает аналогично, но все процессы сдвинуты во времени на одну треть периода, питающего напряжение.

9 6 формула изобретения

Поворотный пик-трансформатор, содержащий внешнюю электромагнитную систему, выполненную в виде статора, внутреннюю электромагнитную систему, выполненную в виде ротора, имеющего m легконасыщаюшихся зубцов с выходными катушками на них, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью улучшения формирующих свойств путем увеличения крутитиэны фронтов и амплитуды импульсов, он снабжен дополнительными катушками, между каждой парой легконасыщакнцихся зубцов расположены ненасыщенные зубцы, на которых уложены дополнительные катушки, при этом на каждую вы-ходную катушку приходятся две дополнительные катушки, одна иэ которых, замкнутая накоротко, расположена со сдвигом относительно выходной катушки на одно зубцовое деление, а другая сдвинута на целое число полюсных делений и соединена последовательно с выходной катушкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР № 61.1.32, кл. Н 03. 29/l4, 1939.

2. Авторское свидетельство СССР № 8950l, кл. Н OlF 35/00, 1946.

792309

Фцг. 1

Вих

Фиг. 2

Составитель В. Лисин

Техред С.М игунова Корректор Ю. Макаренко

Редактор 3. Ходакова филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 9585/5 1 Тираж 844, Полписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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