Однофазный одномашинный преобразователь частоты

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалнстических

Республнм

<11>8581 86 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 261079 (21) 2833689/24-07 с присоединением заявки Нов

f23) Г)риоритетОпубликовано 230881. бюллетень ЙЯ 31

Дата опубликования описания 230881 (Я) . g,..

Н 02 К 47/24

Государственный комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621. 314..2 (088.8) (54 ) ОДНОФАЗНЫЙ ОДНОМАШИННЫЯ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к однофаэным одномашинным преобразователям частоты, преобразующим однофазный ток одной частоты в однофазный ток другой частоты, у которых двигательные

5 и генераторные обмотки расположены в общей магнитной системе.

Известны однофазные преобразователи частоты, требующие отдельную пусковую обмотку (1) °

Однако зто усложняет конструкцню, уменьшает использование активных материалов.

Известен также однофазный офКоЬИшинный преобразователь частоты, у ко- т5 . торого обмотка тройного совмещения ротора выполняет функции короткозамкнутой обмотки, генераторной обмотки и.обмотки возбуждения, выполнена р виде четырех четырехплечих мостов,. имеет однофаэные выходы на Р, Р> и

Рз числа пар полюсов, причем однофазный выход Р числа пар полюсов соединен через выпрямитель с однофазным выходом Р числа пар полюсов (21 .

Однако возбуждение обмотки ротора через выпрямители от однофаэного выхода приводит к увеличению добавОчных потерь в железе преобразователя, вызванных пульсациями напряжения на вы- З0 ходе выпрямителя, и, следовательно, к снижению КПД преобразователя.

Цель изобретения — ув личение КПД преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что катушки одной пары мостов, прилегающих к разным зажимам выхода числа пар полюсов Р, смещенные по фазе на

90 эл.град. с тносительно катушек другой пары мостов.

На фиг. 1 представлен схематично предлагаемый преобразователь; на.фиг.

2 — расположение катушек обмотки ротора тройного электрического совмещения с числом пар полюсов Р,, = 1, P = 2, P = =4, уложенной в шестнадцать пазов..

Преобразователь состоит иэ статора 1, ротора 2, переключающих контактов 3 — 10, выпрямительных блоков 11 и 12, регулирующего сопротивления 13.

Статор состоит. иэ входной двигательной обмотки 14 с числом пар полюсов Р4 = 1, питаемой частотой

f = 50 i обмотки тройного совмещения 15 на P = 1, Р = 2, Р3 = 4 чисМ ла пар полюсов, состоящей иэ катушек, образующих четйрехплечие мосты А

Ь, В, Г, соединенные с помощью контактов 3 †: 6 в замкнутую цепочку, 858186 а в пусковом режиме соединяемых с по мощью контактов 7 — 9 в разомкнутую цепочку с образованием свободных за жимов 16 и 17, подключаемых на период пуска к зажимам 18 и 19 двигательной обмотки 14.

К зажимам 20 и 21 обмотки 15 через выпрямительный блок 11,.регулирующее сопротивление 13 и контакт 10 от зажимов 18 и 19 подводится выпрямленное напряжение.

Сбмотка 15 по зажимам 16 и 22, 17 и 23, 24 и 25, 26 и 27 образует однофаэный вход на P = 1 числа пар полюсов и выполняет функцию пусковой обмотки- на период пуска, по зажимам 20 и 21 образуют однофазный вход на !5

Р9 = 4 числа пар полюсов и выполняет функцию обмотки возбуждения, по зажимам 28 и 29 образует однофазный выход на Р. = 2 числа пар полюсов и выполняет функцию генераторной обмотки. щ

Сопротивление 13 служит для регулирования тока возбуждения магнитного поля статора с числом пар полюсов Р =4.

На роторе 2 размещена обмотка тройного совмещения 30, состоящая иэ катушек, соединенных в четырехплечие мосты А, Б, В, Г, соединенные в замкнутую цепочку.

Зажимы 31 — 38 образуют однофазовый выход на Р! = 1 числа пар полюсов и замкнуты накоротко, образуя че- Зо тыре короткоэамкнутых контура, выполняющих функцию короткозамкнутой обмотки. Обмотка 30 по зажимам 39 и 40 образует двухфазный выход на Рз = 4 числа пар полюсов и выполняет функцию З5 генераторной обмотки, питающей через выпрямители 12 зажимы 41 и 42, а по зажимам 41 и 42 однофазный вход на

P2 = 2 числа пар полюсов и выполняет функцию обмотки возбуждения. 40

Обмотка тройного совмещения ротора выполнена из катушек 43 — 50, соединенных по структурной схеме (фиг. 1)..

Катушки ротора имеют шаг Y = б. Каж- 4 дая иэ катушек имеет начало Н и конец K. Начала Н и концы К представляются в виде Н „ и Кк». Первые индексы k 1, 2, и т.д. при обозначениях начал Н и концов К указывают на при- gg надлежность зажима к катушке при расположении катушек по порядку о окружности якоря. Вторые индексы j = 1,2, и т.д.. указывают на принадлежность зажима к катушке при расположении катушек по порядку по высоте паза, т.е. по слоям. Катушки, имеющие различную глубину залегания в пазах и уложенные в одних и тех же пазах, обозначены одинаковыми первыми индексами. Катушки моста A 2 смещены от- Фо носительно катушек смежного моста Б2 на 90 эл. град. Катушки моста В сме2 щены относительно катушек смежного моста Гz на 90 эл.град. Начала мостов А; и Г z образуют зажим 39 выхода Я

Р 3 числа пар полюсов. Начала мостов

Б и В2 образуют зажим 40 выхода Р

3 числа пар полюсов. Концы мостов А< и Б образуют зажим 41 выхода Р числа пар полюсов. Концы мостов В и Г об о разуют зажим 42 выхода P числа

k па ар полюсов. Сплошными стрелками

2 показаны токи, создающие поле с числом пар полюсов Р! = 1, штриховыми стрелками показаны токи, создающие магнитное поле с числом пар полюсов Р = 2, пунктирными стрелками показаны токи, создающие магнитное

Моле с числом пар полюсов.P = 4.

Питанием обмотки 14 и 15 переменным током частоты fq = 50 Гц при разомкнутых контактах 3 — б осуществляется запуск преобразователя до скоросФ» 60 ти n = -- --- (1 - S )

P p . г где б! — скольжение ротора относительно вращающегося поля

Р4

После запуска и размыкания контактов

7 — 9 преобразователь работает как обычный однофазный асинхронный двигатель. После отключения обмотки 15 от сети включаются контакты 3 — 6 и 10

I тем самым подается выпрямленное напряжение на зажимы 20 и 21. Таким образом, обмотка 15 статора обтекается выпрямленным током, возбуждающим неподвижное относительно статора магнитное поле с числом пар полюсов

Рэ = 4, наводящее в обмотке ротора

ЭДС, частоты

2 = " Р

ЭДС частоты fg 200 Гц с зажимов

39 и 40 обмотки 30 ротора 2 подается через выпрямитель 12 на зажимы 41 и

42 обмотки 30.

Под действием выпрямленной ЭДС частоты 1 по обмотке ротора протекает выпрямленный ток, возбуждающий неподвижное относительно ротора магнитное поле с числом пар полюсов

P2 = 2, наводящее в обмотке 15 статора ЭДС частоты Г2,. рд... и

Р .. пР

ЭДС частоты f.g 100 Гц выделяется с зажимов 28 и 29 обмотки 15.

Когда катушки одной из пар мостов обмотки ротора смещены по фазе на 90 эл.град. в магнитном поле с Р числом пар полюсов относительно катушек другой пары мостов, смежных по отношению зажимов Р»числа пар полюсов, это дает возможность повести к входным зажимам 39 и 40 выпрямителя переменное двухфазное напряжение и, тем, самым, снизить уровень пульсаций выпрямленного напряжения на выходе выпрямителя 12.

Снижение пульсаций на выходе выпрямителя 12 приводит к уменьшению добавочных Потерь в железе преобразователя и уменьшению пульсаций в кривой

858186 входного напряжения на зажимах 28 и

29. Снижение добавочных потерь приводит к увеличению КПД преобразователя. Кроме того, указанное смещение катушек позволяет уменьшить число параллельных ветвей и, следовательно, упростить обмотку ротора.

Формула изобретения

Однофаэный одномашинный преобразователь частоты с двигательными и генераторными обмотками статора, расположенными в общей магнитной системе, с переключающими контактами и выпрямителями, у которого генераторная об- 15 мотка статора состоит иэ катушек, соединенных в четыре четырехплечих мос. та, имеющих каждый в отдельности два независимых однофаэных выхода по диагоналям мостов на Р4 число пар полю- 26 сов на одном выходе и на Р, Р9 число пар полксов на другом вйходе, соединенных концаэж одноименных выходов с P,,P> числами пар полюсов через переключающие контакты в замкнутую 25 цепь, имеющую независимые однофазные выходы вдоль цепи поочередно на Р и

Р> число пар полюсов из выводных концов межмостовых соединениЯ, питаемую через зажимы выхода на РЗ числ пар 30 полюсов и выпрямителя от входных зажимов двигательной обмотки статора на Р числа пар полюсов, сдвинутой в пространстве по окружности статора на 90 эл. град., соединенную последо- 35 вательно выходами на Р числа пар полюсов четырехплечих мостов через переключающие контакты в цепь, подклю-. ченную двумя свободнымч зажимами к зажимам двигательной обмотки, У которого обмотка ротора состоит иэ четырех четырехплечих мостов, имеющих каждый в отдельности два неэавчсимых однофаэных выхода по, диагоналям мостов на Р, числа пар полюсов на одном выходе и на Р, P+ числа пар полюсов на другом выходе, соединенных концами одноименных выходов с Р,, Р3 числами пар полюсов в замкнутую цепь, имеющую независимые однофаэные выходы вдоль цепи поочередно на Р, Р

3 числа пар полюсов из выводных концов межмостовых соединений, имеющую накороткозамкнутые выходы мостов на Р число пар полюсов, имеющую соединенные зажимы выхода цепи на Р> число пар полюсов с зажимами выхода цепи на Р число пар полюсов через выпрямители, о т л и ч а.ю шийся тем, что, с целью повышения КПД преобразователя, катушки одной пары мостов обмотки ротора, принадлежащих одной половине замкнутой цепи и прилегающих к разным зажимам выхода числа пар полюсов Р, смещены в простран-, стве по окружности статора относительно катушек другой пары мостов, принадлежащих другой половине замкнутой цепи и прилегающих к разным,зажимам выхода числа пар полюсов Ргр на 90 эл ° град.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Патент, США Р 4039910, кл: Н 02 К 5/32, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2б44380,кл.Н 02 K 3/28, 1978.

858186

Составитель A. Кецарис

Редактор Н.Кончицкая Техред Корректор Ю. Макаренко

Закаэ 7263/89 Тирам 730 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретеииЯ и открытий

113035, Москва, й-35, Рауыская наб., д 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4