Преобразователь числа фаз трехфазной системынапряжений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Саеоз Советских

Социапистических

Республик

К. АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЯЬСТВУ (61) Дололиительиое к авт. свид-ву(22) Заявлено 020678 (2т) 2621512 f24-07 (5З}М. КЛ. с присоединением заявки М (23) приоритет

Н 02 М 5/14

Гвсуйарствеивый коийтет

СССР яв ямам. изобретейия в вткрытвв

Опубликовано 3004.81. Бюллетень 89 16

Дата опубликования описания 3004.81 (53} УДК 621. 314. 25 (088. 8) !

A.Ê.Øèäëîâñêèé., А.Д.Муэыченко„ Ю.Н Горлач, -В Ф,Буденный, A.B.Äñõïãèíöåâ, М.М.Таран и А„:Ю.ПетрЬвl

Институт электродинамики АН Укргщнской .ССР

P2) ать изобретения (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧИСЛА ФАЗ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ

НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной и измерительной технике, в цепях защиты и автоматического управления, а также в источниках питания.

Известны преобразователи числа

° ° аз, выполненные на трансформаторах

11, P) (3$ (4), (5) и 61 ° Наиболее перспективный иэ них (6) выполнен на трехстержневом магнитопроводе, на котором расположены пятнадцать обмоток

Недостаток этого преобразователя числа фаз - большие весо-габаритные показатели при малой передаваемой мощности (порядка 1 BA и менее) .

Известен также преобразователь числа фаэ, представлякщий собой схеме соединения трех сопротивлений первой группы в звезду и трех сопротивлений второй группы в треугольник (7), Такие соединения позволяют получить шестифаэную систему напряжений, несимметричных.по амплитуде и фазному углу.

Недостаток преобразователя-ограниченное (не превышающее 6) количество фаэ выходной система напряжений. 30

Известен также преобразователь числа фаз симметричной трехфаэной системы напряжений, содержащий входные и выходные выводы, три делителя напряжения, соединенные в треугольник, вершины которого подключены к входным выводам 8 .Однако, это устройство позволяет получить лишь симметричную трехфазную и симметричную шестифаэную системы выходных напряжений.

Цель изобретения — получение симметричной девятифаэной системы выходных напряжений при различной величине и фаэном угле симметричной нагрузки.

Указанная цель достигается тем, что преобразователь числа фаз симметричной трехфаэной системы напряжений, содержащий входные н выходные выводы, трн делителя напряжения, соединенные в треугольник, вершины которого подключены к входным выводам, сНабжен тремя дополнительнЫми делителями напряжения, соединенными в звезду,.лучи которой подключены к входным выводам, причем каждый из делителей, включенных в треугольник, выполнен с двумя отводами и состоит из трех сопротивлений, величины ко826525 торых относятся между собой как с05 —;СОЯ вЂ”.cos а каждый из дели53 т7(Я 8 1в . в телей, включенных в звезду, выполнен с одним отводом и состоит из двух сопротивлений, величины которых относятся между собой как(2ссе †-<):1, при этом каждое иэ подключенных к входным выводам сопротивлений делителей, .соединенных в треугольник, равно по величине каждому иэ сопротивлений, подключенных к общей точке делителей, соединенных в звезду, а указанные отводы образуют выходные выводы, На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства, на фиг. 2— топографическое изображение сопротивлений преобразователя и векторов напряжений на них„ на фиг. 3 и 4 принципиальные схемы определения сопротивлений короткого замыкания для различных фаз выходной системы напряжений.

Преобразователь числа фаз состоит иэ входных 1-3 и выходных 4-12 выводов, трех сопротивлений 13-15 первой группы, трех сопротивлений 16-18 второй группы и дополнительных девяти сопротивлений 19-27. Как видно иэ фиг .1 три сопротивления первой группы и шесть дополнительных сопротивлений одним концом подсоединены к входным выводам. Три остальных дополнительные сопротивления соединены одними концами между собой в звезду.

Каждый из трех первых выходных выводов подсоединен ко второму концу сопротивления первой группы и другому концу одного иэ трех дополнительных сопротивлений, а каждый из шести остальных выходных выводов подсоединен к второму концу одного из шести дополнительных сопротивлений и одному иэ концов сопротивления второй группы.

Преобразователь работает следующим образом.

Входные выводы 1-3 подключены к трехфаэной симметричной системе напряжений. С помощью делителей напряжения, выполненных на сопротивлениях 13-27, на выходных выводах имеет место девятифазная система напряжений.

Если между сопротивлениями существует следукщая зависимость г„, г,, г б (l ) 1ь- - гв () г,я- 242- г21 (3)

z z = z = z 22 227

22. 2.3 24 2б 2ь 27 и, кроме того, выполняются условия

Z У

9 — =2соъ — -1 (б}

& У ц Zgg а (6)

2(8 сов тЛ

4В то на выходных выводах симметричная девятифазная система напряжений наблюдается только при режимах нагрузки, близких к холостому ходу.

На фиг. 2 дано топографическое изображение режима цепей преобразователя числа фаз при холостом ходе.

При симметрии треугольника напряжений 1, 2, 3, девятиугольник 4-12 также симметричный. Условия (5) и (6) получены из рассмотрения геометрических соотношений в треугольниках. PD0 и РАО при условии 0T=DK 00=KO.

Угол к00=27/9, а угол POD=7//9.

При возрастании токов нагрузок преобразователя потенциалы точек Т, 0 и К стремятся к О. Однако в связи с тем, что оптимальные, соотношения между Z и г дс одной стороны и Z2 и 2 с другой стороны не установлейы, то йри нагрузке преобразователя нарушается симметрия выходной девятифазной системы.

Для получения симметричной выходной системы под нагрузкой определим сопротивления короткого замыкания

25 двух характерных выходных зажимов, например 12 и 4 по отношению к входным выводам 1, 2 и 3 . Эквивалентные схемы, состоящие из сопротивлений

22, 18,.27 и 13, 14, 15, 19, 20, 21, представлены на фиг. 3 и 4 соответственно.

Обозначив отношения

22 гф

35 <б для сопротивлений короткого замыкания выводов 4 и 12 соответственно получим

*(с" +3)

40 .Л (4) Z49 9 (*+1) й(ьм)

K 3 (12) 4б

Из (5), (6) и (8), (9) найдем, что для получения симметричной девятифаэной системы напряжений под нагрузкой необходимо, чтобы между величинами сопротивлений имело место соотношение

50 тУ сое—

+> Z<>: г =2соь — 9- 1: : 1 (<0)

1в

55 л 21в = г о 22„222 223 224

225- 22ь г 2.т (11 ) Согласно (11) все дополнительные сопротивления должны быть равны межд> собой. Кроме того, все сопротивления

60 должны иметь одинаковый фазный угол.

Для уменьшения массо-габаритных . показателей в качестве сопротивлений использованы резисторы.

Если по условию работы преобраэо65 вателя требуется высокий коэффициент

826525

25 полезного действия, вместо сопротивлений желательно использовать конденсаторы.

Эффективность применения устройства заключ."ется в том, что оно позволяет увеличить число фаз выходных напряжений, уменьшить массо-габаритные показатели и снизить погрешность преобразования до 0,01+0,02%.

Преобразователь числа фаз может быть использован для питания маломощ- о ного выпрямителя с количеством фаз равным девяти. При этом. величина пульсации выпрямленного напряжения без применения специальных фильтров не превышает 1Ъ. Кроме того, такой преобразователь числа фаз может быть 15 использован в преобразовательной и измерительной технике, а также в цепях защиты и автоматического управления, например, стабилизаторами напряжения, преобразователями час- 39 тоты и синхронными генераторами. формула изобретения

Преобразователь числа фаэ трехфаз ной системы напряжений, содержащий входные и выходные выводы, три делителя напряжения, соединенные в треугольник, вершины которого подключены к входным выводам, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью получения симметричной девятифаэной системы выходных напряжений при различной величине и фазном угле симметричной нагрузки, он снабжен тремя 3S дополнительными делителями напряжения, соединенными в звезду,. лучи которой подключены к входным выводам, причем каждый из делителей, включенных в треугольник, выполнен с двумя 4О отводами и состоит из трех сопротивлений, величины которых относятся между собой как:сов :соз — .соз—

7Х, Ф

Я 18 48 а каждый из делителей, включенных в звезду, выполнен с одним отводом и состоит иэ двух сопротивлений, величины которых относятся между собой как(Хссах — - ) :1, при этом каждое из подключенных к входным выводам сопротивлений делителей, соединенных в треугольник, равно по величине каждому из сопротивлений, подключенных к общей точке делителей, соединенных в звезду, а указанные отводы образуют выходные выводы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шляпошников Б.М. Игнитронные выпрямители. N. Трансжелдориэдат, 1947.

2. Бамдас А.М., Кулинич В.A., Шапиро С.В. Статические электромагнитные преобразователи частоты и числа фаз. М.-Л., ГЭИ, 1961.

3. Широнин Ю.Н. Некоторые свойства преобразователей числа фаэ как объекта автоматического регулирования. Труды Горьковского политехнического института, Горький, 1972, 22, .Р 2.

4. Музыченко A.Ä., Буденный В.ф., Долгинцев А.В. Выходное напряжение многофазного трансформатора при несимметрии и несинусоидальности питакщих трехфаэных напряжений. Проблемы технической электродинамики.

К., "Наукова думка", 1975, с. 75-77.

5. Авторское свидетельство СССР

9476644, кл. Н 02 М 5/14, 1975.

6. Авторское свидетельство СССР

Р555523, кл. Н 02 М 5/14, 1977.

7. Бессонов Л.A. Теоретические основы электротехники. М., "Высшая школа", 1962, с. 198, 199, 238.

8.. Лекоргийс Ж. Управляемае электрические вентнлй и их применение.

M. "Энергия", 1971, с. 233-235.