Трехфазный статический феррорезонансный преобразователь частоты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 040131 (21) 3248114:ф4-07

Союз Советских

Социалистических

Республик (u) 997196

И11М. Кп. с присоединением заявки ¹Н 02 И 5/16

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет -1Щ УДК 621. 314.2бЗ(088.8) Опубликовано 150283, Бюллетень ¹ б

Дата опубликования описания 15.0233 (72) Авторы изобретения

A.A.Aðòåìüåâ è Г.Н.Долматов (71) Заявитель

Ивановский ордена Трудового ?фэасного Знамен текстильный институт им. М.В.Фрунзе (54) ТРЕХФАЗНЫЙ СТАТИЧЕСКИЙ ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к трехфазным статическим феррореэонансным пре-. образователям частоты, используемым в промышленной энергетике, где требуется напряжение пониженной частоты, например, при питании асинхронных двигателей для получения частот вращения в два и три раза меньше номинальной, для,литания сварочных машин, силовых цепей автоматики, размагничивающих устройств и т.д.

Известен ферромагнитный делитель частоты. 50/25 Гц с трехфазным входом и трехфаэным выходом, состоящий из трех однофаэных делителей частоты с подмагничиванием. Их первичные об.мотки соединены по схеме "треугольник" и подключены к сети.

Вторичные обмотки соединены либо по схеме "звезда", либо по схеме треугольник". На выходе делителя включен треугольник конденсаторов воз- буждения 1 ).

Недостатками этого делителя являются довольно высокие массогабаритные показатели (50 кг/вВт), а также получение выходного напряжения лишь одной частоты.

Известен также трехфазный статический ферроре:онансный преобразователь пониженной частоты 50/1б, б7 Гц с трехфазным магнитопроводом силового элемента, в котором первичные обмотки соединены по схеме "звезда" с выведенной к сети нулевой точкой, а вторичные, также соединенные по схеме "звезда", подключены к потребителю. Силовая цепь содержит силовые элементы, конденсаторы и линейные дроссели, электрически связанные между собой так, что они образуют в каждой фазе последовательный феррорезонансный контур, в котором возбуждаются субгармонические колебания тре-. тьего порядка12).

Наиболее близким к предлагаемому является трехфазный статический феррореэонансный преобразователь часто-. ты, содержащий блок делителя частоты в два раза, включающий три однофазных делителя частоты в два раза с самоподмагничнванием, на магнитопроводах которых расположены первичные обмотки, соединенные ho охеме

"треугольник", вторичные - по схеме "звезда" и обмотка возбуждения, и первую группу конденсаторов, соединенных в звезду и подключенныхк обмотке возбуждения, блок делителя частоты в три раза, включающий три

997196 однофаэных делителя частоты в три раза, каждая из первичных обмоток которых образует последовательную цепочку с конденсатором и дросселем, и все укаэанные цепочки объединены в звезду, соединенную с выводами для подключения трехфазного источника питания с нулевым выводом, а вторичные обмотки соединены в звезду, и вторую группу конденсаторов, включенную параллельно первой группе 2 ).

Недостаток этого преобразователя состоит в том, что он не обеспечивает широкого диапазона частот выходного напряжения, а так же имеет высокие массогабаритные показатели.

Целью изобретения является расширение диапазона частот выходного напряжения и уменьшение массогабаритных показателей.

Поставленная цель достигается тем, что в трехфазном статическом ферроре-. 20 зонансном преобразователе частоты, содержащем блок делителя частоты .в два раза, включающий три однофаэных делителя частоты в два раза с самоподмагничиванием, на магнитоярово- 2 дах которых расположены первичные обмотки, соединенные по схеме "треугольник", вторичные - по схеме

"звезда" и обмотка возбуждения, и первую группу конденсаторов, соединенных в звезду и подключенных к об-. мотке возбуждения, блок делителя частоты в. три раза, включающий три однофазных делителя частоты в три раза, каждая из первичных обмоток которых образует последовательную цепочку с конденсатором и дросселем, и все указанные цепочки объединены в звезду, соединенную с выводами для подключения трехфазного источника питания с нулевым выводом, а 40 вторичные обмотки соединены в звезду, и вторую группу конденсаторов, включенную параллельно первой группе; магнитопроводы указанных блоков делителей частоты объединены в виде двух сдвоенных Ш-.образных сердечников, расположенных в двух параллельных плоскостях причем, каждая из первичных и вторичных обмоток деталей частоты в два раза охватывает по одному со- о ответствующему центральному стержню магнитопроводов, обмотка возбуждения выполнена в виде части витков вторичных обмоток делителей частоты в два раза, а. первичная и вторичная обмотки каждой из трех фаз делителей частоты в три раза охватывают оба центральных стержня магнитопроводов.

На фиг.1 показан силовой элемент (магнитопровод) трехфазного стати- gp ческого феррореэонансного преобразователя, на фиг.2 — электрическая схема преобразователя частоты для питания асинхронных двигателей токами частоты 50,25 и 16,67 Гц. 65

Силовой элемент (магнитопровод) трехфазного статического феррорезо-.

- нансного преобразователя выполнен в виде двух сдвоенных Ш-образных сердечников .1 и 2, расположенных в двух параллельных плоскостях, с магнитной перемычкой 3, на которых расположены первичная обмотка 4 делителя частоты в три раза, обмотка 5

)возбуждения делителя частоты в два раза, часть витков которой, образует вторичную обмотку делителя частоты в два раза, первичная обмотка б делителя частоты в два раза и вторичная обмотка 7 делителя частоты в три раза.

Преобразователь содержит. три силовых элемента (фиг ° 1) 8, 9 и 10, на стержнях которых расположены обмотки блока делителя частоты в два раза и обмотки блока делителя частоты в три раза.

Блок делителя частоты в два раза состоит иэ трех однофазных делителей частоты в два раза с самоподмагничиванием. Их обмотки распределены на шести стержнях трех объединенных магнитопроводов таким образом, что потоки, создаваемые на каждой паре сердечников, направлены встречно.

Первичная обмотка 11 каждого силового элемента соединена в треугольник таким образом, что последовательно между двумя витками, распределенными на двух соседних стержнях, включены диоды 12, 13 и 14. Конденсаторы

15, 16 и 17, образующие первую грУппу, подключены к обмотке 5 возбуждения по схеме "треугольник", а сама обмотка возбуждения соединена с выходными выводами 18, 19 и 20.

Вторичная обмотка 21 соединена в звезду. Порядок чередования фаз на выходе фиксированный.

Блок делителя частоты в три раза состоит из трех однофаэных делите-. лей частоты в три раза. Их первичные

22 и вторичные 23 обмотки охватывают два центральных стержня в каждом из объединенных магнитопроводов. Первичная обмотка 22, соединенная последовательно с конденсаторами 24, 25 и 26, дросселями 27,, 28 и 29 в звезду, подключена к питающей сети с нулевым выводом. Вторичная обмотка 23 соединена по схеме "звезда". Конденсаторы

24,25 и 26 образуют вторую группу, включенную параллельно первой группе конденсаторов. Обмотка 5 возбуждения и диоды 12, 13 и 14 при работе блока делителя частоты в три раза не используются. В этом режиме в преобразователе предусмотрено автоматическое пусковое устройство (АПУ) 30.

Кроме того, преобразователь содержит релейно-контакторную аппаратуру для переключения режимов работы силовой схемы на питание потребителя токами частоты 50, 25, 16, 67 Гц, 997196 включающую кнопки включения 31 и отключения 32 преобразователя, катушки пускателей 33-57 с контактами, реле. 58 и 59 и рубильник 60.

Устройство работает следующим образом.

В качестве нагрузки используется асинхронный двигатель.

Для работы асинхронного двигателя с нормальной частотой вращения ротора необходимо включить рубильник 60 и отключить кнопку 32. При этом получает питание катушка пускателя ЗЗ и нагрузка. двигателя подключается к сети промышленной частоты.

Включение асинхронного двигателя . на частоту вращения n/2, где п — час- 1> тота напряжения питающей сети, производится следующим образом. Включается кнопка 32, получает питание катушка пускателя 34, через силовые контакты пускателя к двигателю подводит- 20 ся напряжение. частоты 25 Гц. Последовательно с контактами пускателя 32 включены контакты пускателя 36, катушка которого попадает иод напряжение при замкнутом рубильнике 60, через нормально замкнутые контакты реле 58.

:Включается кнопка 31; пускатели 38, - 45, 52, 41, 49 и 56 расшунтируют омотки 11 силовых элементов, подключая их совместно с диодами 12, 13 и

14 к сети 50 Гц. Пускатели 39, 46, 53, 42, 50 и 57 подключают вторичные обмотки 21 совместно с обмотками 5 возбуждения и конденсаторами 15, 16 и 17 к контактам пускате-. ля 36.

Для питания двигателей напряжением частоты 16, 67 Гц отключают кнопку 31. Через кномку 61 получает питание АПУ, которое осуществляет пуск 40 блока делителя частоты в три раза с . помощью реле 59, которое управляет катушками 37, 44, 51, 40, 48 и 55.

Через их контакты формируется трехфаэная силовая цепь преобразователя, 45 содержащая первичные обмотки 11 силовых элементов, линейные дроссели 27, 28 и 29 и параллельно соединенные конденсаторы 24 и 15, 25 и 16, 26 и 17.

Вторичные обмотки 23 в Режиме преобразования частоты 50, 16, 67 Гц через нормально замкнутые контакты: пускателей 39, 46, 53, 42, 50 и,57 подсоединены к контакторной группе пускателя 35. Контакты пускателя включаются после окончания отработки пусковой операции АПУ, через промежуточное реле 58. Включается кнопка 32 и через контакты пускателя 34 асинхронный двигатель получает питание напряжением частоты 16,67 Гц т.е. и/3.

Статический феррорезонансный преобразователь частоты имеет расширенный диапазон частоты выходного на" пряжения и обладает улучшенными массогабаритными показателями. формула изобретения

Трехфазный статический феррорезонансный преобразователь частоты, содержащий блок делителя частоты в два раза, включающий три однофаэных делителя частоты в два раза с самоподмагничиванием, на магнитопроводах которых расположены первичные обмотки, соединенные по схеме "треугольник", вторичные по схеме "звезда и обмотка возбуждения, и первую группу конденсаторов, соединенных в звезду и подключенных к обмотке возбуждения, блок делителя частоты в три раза, включающий три однофаэных делителя частоты в три раза, каждая из первичных обмоток которых образует последовательную цепочку с конденсатором и дросселем, и все указанные цепочки объединены в звезду, соединенную с выводами для подключения трехфазного источника питания с нулевым выводом, а вторичные обмотки соединены в звезду, и вторую группу конденсаторов, включенную параллельно первой группе, о т л и ч а ю-. шийся тем, что, с целью расширения диапазона частот выходного напряжения и уменьшения массогабаритных показателей, магнитопроводы указанных блоков делителей частоты объединены в виде двух сдвоенных

Ш-обраэчых сердечников, расположенных в двух параллельных плоскостях, причем каждая из первичных и вторичных обмоток делителей частоты в два раза охватывает по одному соответствующему центральному стержню магнитопроводов, обмотка возбуждения выполнена в виде части витков вторичных обмоток делителей частоты в два раза, а первичная и вторичная обмотки каждой из трех фаз делителей частоты в три раза охватывают оба центральных стержня магнитонроводов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бамдас A.N. и др. Ферромагнитные делители частоты. М., "Энергия", 1967, с. 112.

2. Авторское свидетельство СССР

9 785933, кл. Н02 М 5/16, 1980.