Статический преобразователь одно-фазного напряжения b симметричноемногофазное

 

Союз Советсннх

Соцналнстнчесмнх

Ресаубенк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 06. 03.79 (21) 2732468/24-07 (51)М. Кл. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Н 02 К 47/18

Н 02 М 5/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.0131.Бюллетень ЙЯ 2

Дата опубликования описанию 17.0181 (53) УДК 6 21 . 314 . . 261 (088. 8) (72) Авторы изобретения

С. В. Чигвинцев, М. А. Ураксеев и В. A. Дрейман (71) Заявитель

Уфимский нефтяной институт (54 ) СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОДНОФАЗ НОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В СИММЕТРИЧНОЕ МНОГОФАЗНОЕ

Устройство относится к электротехнике и может быть использовано для преобразования однофазного напряжения в многофазное в системах информационно-измерительных, управления и регулирования.

Известны устройства для преобразования числа фаз на основе многообмоточных трансформаторов, а также на основе электрических машин с вращающимся полем (1), (2 ) и (3) .

Недостатком этих устройств является наличие двух или многофазных источников питания.

Известны также устройства расщеп- 15 ления фазы на R-L-С фазосдвигающих элементах (4).

Недостатком таких устройств является зависимость фазы выходных напряжений от величины сопротивления 20 и характера нагрузки.

Наиболее близок к предлагаемому статический преобразователь однофазного напряжения в симметричное многофазное. Этот преобразователь содержит 2 ротор и статор с обмотками, причем обмотка ротора выполнена в виде отдельных катушек, каждая из которых размещена на отдельном зубце ротора и имеет изоляцию относительно стали 30 из материала с повышенной диэлектрм ческой проницаемостью, при этом обмотка ротора замкнута на сопротивление и подключена к сети, а фазные обмотки статора подключены к фазам нагруз.ки. Параметры обмотки ротора, т.е. ее индуктивность и емкость на единицу длины подбирают так, чтобы при заданной частоте питающего напряжения вдоль обмотки ротора укладывалась лишь одна волна напряжения.

Необходимая емкость обеспечивается либо подключением к катушке конденсатора, либо применением соответствующей изоляции катушки относительно корпуса с повышенной диэлектрической проницаемостью. При подведении к обмотке ротора однофазного питающего напряжения в ней образуется только падающая электромагнитная волна, создающая вращающееся круговое поле. Это наводит в обмотках статора симметричные многофазные напряжения (5).

Недостатками данного устройства являются относительная сложность конструкции и перестройки на другую рабочую частоту, что обусловлено необходимостью при переходе на другую частоту изменять волновое сопро797011 где и — число фаз.

Устройство работает следующим образом.

При протекании тока по проводнику 1 обмотки возбуждения создается пульсирующее магнитное поле, которое 50 частично пронизывает кольцевой проводник, а частично экраниэируется им.

Если ток возбуждения изменяется по синусоидальному закону

j .— - aesjhuu+, (ц) 55 то по этому закону изменяется и магнитное поле, создаваемое им (Û 40 н = H si mt.

Соотношение между напряженностями магнитного поля, пронизывающего кольцевой проводник, и экранируемого в теле кольцевого проводника можно on- ф5 тинление обмотки ротора посредством подключения конденсаторов для имитации распределенной емкости, поскольку изменить диэлектрическую проницаемость изоляции практически невозможно.

Цель изобретения — упрощение кон- струкции устройства и перестройки его на другую рабочую частоту.

Для достижения этой цели статор выполнен н виде кольцевого проводника, снабженного продольной прорезью и имеющего возможность вращения вокруг своей оси„ в качестве обмотки возбуждения применен прямолинейный изолированный проводник, который расположен с внешней стороны кольцевого 5 проводника параллельно его оси и имеет возможность перемещения по пазу опоры в направлении диаметра статора, а на роторе расположены выходные фазные обмотки. 20

На чертеже схематически показан предлагаемый преобразователь.

Статический преобразователь однофазного напряжения н симметричное многофазное содержит статор, выполненный н виде трубчатого проводника 1 с продольной прорезью 2, на внешней стороне которого расположена обмотка 3 возбуждения, предстанляющая собой прямолинейный изолированный проводник, имеющий воэможность перемеще- 36 ния по пазу опоры 4 н направлении диаметра статора. Внутри статора помещен ротор 5, снабженный пазами б с расположеннными н них обмотками 7, которые являются выходными. Обмотки 35 расположены в плоскости, проходящей через диаметр ротора и его ось. Число обмоток выбирается равным числу требуемых для нагрузки фаз, а угол между плоскостями обмоток, если сдви- 10 ги фаз должны быть равными, определяется по формуле

< < o, Ж.

h ределить через коэффициент экранирования поглощения

1 ,1 з в фи,о у а где Ю вЂ” частота тока возбуждения; ,Ц вЂ” магнитная проницаемость материала кольцевого проводника; ) -. удельная проводимость; толщина стенки кольцевого проводника.

Учитывая (4) можно записать

Н = Н 51и uut (t-5+) (s)

"з= Q í">„ми (зф.. (6)

Магнитное поле, экранируемое кольцевым проводником, создает в его теле вихревые ЭДС, под действием которых протекают вихревые токи. Эти токи создают свое магнитное поле

= М сова 4., которое отстает по фазе íà 90о от магнитного поля, пронизывающего трубчатый проводник. Таким образом, внутри статора имеется два пульсирующих магнитных поля, которые образуют двухполюсное вращающееся магнитное поле.

Для получения кругоного вращающегося магнитного поля необходимо иметь равенство модулей пульсирующих полей

Н = Н, а также их сдвиг в пространстве на 90О. Выравнивание модулей пульсирующих полей достигается путем. перемещения прямолинейного проводника (обмотки возбуждения ) по пазу опоры в направлении диаметра статора. Например, при удалении прямолинейного проводника от внешней стороны кольцевого проводника напряженность экранируемого поля Н> уменьшается значительнее, чем напряженность пронизывающего поля Н . Настройка пространственного сднига потоков Н g и Н и осуществляется поворотом кольцевого проводника вокруг своей оси.

Из формул (4 ), (5), (6) видно, что напряженности Н и Н9 магнитных полей (пронизывающего и зкранируемо- . го ) кольцевым проводником эанисят от частоты тока возбуждения, магнитной проницаемости и удельной проводимости материала кольцевого проводника.

При изменении частоты в пределах рабочего диапазона перестройка преобразователя осуществляется посредством поворота кольцевого проводника. вокруг своей оси и перемещением прямолинейного проводника. Рабочий диапазон может быть изменен, н свою очередь, сменой трубчатого проводника с определенной магнитной проницаемостью и удельной проводимостью материала .

Так, например, на низких частотах целесообразно применять материал с высокой магнитной проницаемостью и проводимостью, а на высоких частотах — с низкой. Это необходимо для

797011

Формула изобретения

Составитель A. Кецарин

Редактор С. Тимохина Tex A.Áàáèíåö Корректор И.Муска "

Заказ 9794/75 Тираж 741 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра кая наб. д. 4 5

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

ФМ О, гтобы при неизменных геометрических размерах трубчатого проводника величина коэффициента распространения электромагнитного поля в металле оставалась неизменной на границах частотных диапазонов.

Кроме того, рабочий частотный диапазон можно изменить, применив трубчатый проводник с другой толщиной стенки.

Преимущество предлагаемого преобразователя в том, что он обладает простотой конструкции, технологич ностью изготовления, простотой пере ртройки на другую рабочую частоту, простотой перестройки рабочего диа-, пазона частот.

Статический преобразователь однофаэного напряжения в симметричное многофазное, содержащий статор с обмоткой возбуждения и ротор с фазными обмотками, отличающийся, тем, что, с целью упрощения конструкции, статор выполнен в виде кольцевого проводника, снабженного продольной прорезью с возможностью вращения вокруг своей оси, а в качестве обмотки возбуждения применен прямолинейный изолированный проводник, расположенный с внешней стороны кольцевого проводника параллельно его оси с возможностью перемещения в направлении диаметра статора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бамдас A. М., Кулинич В. A., Шапиро С. В. Статические электромагнитные преобразователи частоты и числа фаз. М., Госэнергоиздат, 1961.

2. Авторское свидетельство СССР

М 47бб44, кл. Н 02 tN 55//1144, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

45б152, кл. Н 02 rn 5/14, 1970.

4. Фабрикант В. Л., Глухов В. П., Паперно Л. Б. Элементы релейной. защиты и автоматики энергосистем и их проектирование. М., Высшая школа, 1974.

5. Авторское свидетельство СССР

9353321,,кл. Н 02 5/14, 1965.