SU1663721A1 - Трехфазный статический ферромагнитный утроитель частоты - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  питани  электропотребителей, например электродвигателей, напр жением утроенной частоты. Цель изобретени  - упрощение конструкции и технологии изготовлени , а также повышение надежности. Активна  часть устройства состоит из трех одинаковых модулей, включающих уменьшенное количество катушек первичной обмотки. На стержн х магнитопровода каждой из трех групп О-образных сердечников 1 - 9 расположены катушки W_б и W_м одной фазы первичной обмотки и две катушки W_с и W_с двух других разных фаз этой обмотки, а также катушки W₂ вторичной обмотки. При подключении первичной обмотки к трехфазной системе напр жений основной частоты и глубоком магнитном насыщении стержней магнитной системы с зажимов вторичной обмотки будет сниматьс  трехфазна  симметрична  система практически синусоидальных напр жений утроенной частоты. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питани  напр жением утроенной частоты.

Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции и технологии изготовлени , а также повышение надежности.

На фиг. 1 схематически изображена магнитна  система с расположенными на ее стержн х трехфазной первичной обмотки (начала фаз обозначены символами Ai, Bi, Ci) и трехфазной вторичной обмотки (А2, Ва, Са); на фиг. 2 - симметрична  трехфазнорас- щепленна  звезда дев ти векторов- магнитодвижущих сил (м, д. с) стержней; на фиг. 3 - векторна  диаграмма третьей гармоники магнитного потока.

Индексы, цифровые и буквенные обозначени  на фиг. 2 и 3, соответствуют прин тым обозначени м на фиг. 1.

Предложенный утроитель частоты состоит из магнитной системы и трехфазных первичной и вторичной обмоток соответственно , основной и утроенной частот. Магнитна  система выполнена в виде одинаковых трех групп 0-образных серде-. никое 1-9, по три симметрично расположенных сердечника в каждой группе, причем три стержн  этих сердечников соприкасаOs

С

СО VI

ю

ютс  и расположены в центре группы (центральные стержни), а три других стержн  этой же группы взаимно смещены на 120° и расположены на периферии группы сердечников (периферийные стержни). Кажда  фаза первичной обмотки основной частоты состоит из четырех (We - с большим числом витков, WM - малым числом витков и две Wc - со средним числом витков) последовательно-встречно соединенных катушек, соотношение чисел витков которых составл ет We : WM : Wc : Wc 1 : 0,347 : 0,532 : 0,532. На стержн х каждой группы 0-образных сердечников расположено четыре катушки первичной обмотки, причем центральные стержни охватываютс  катушкой We данной фазы, а один из периферийных стержней охватываетс  катушкой WM этой же фазы, второй периферийный стержень охватываетс  катушкой Wc другой фазы, а третий периферийный стержень охватываетс  катушкой Wc третьей фазы. Кажда  фаза вторичной обмотки утроенной частоты состоит из трех последовательно-согласно соединенных катушек W2, охватывающих по одной каждый из трех периферийных стержней (фиг. 1) или центральных стержней , принадлежащих трем отдельным группам 0-образных сердечников. Витки каждой катушки вторичной обмотки могут быть разделены на две части, из которых одна помещаетс  на периферийном, а друга  - на центральном стержне данного сообразного сердечника.

0-образный сердечник может быть выполнен витым неразрезанным, или витым разрезанным, или шихтованным. 0-образный сердечник может быть навит из ленты электротехнической стали не только неизменной ширины,но и переменной ширины, подобно тому как это осуществл етс  на электротехнических заводах выпускающих силовые трансформаторы с пространственным магнитопроводом, состо щим из трех витых неразрезанных 0-образных сердечников . При соответствующей переменной ширине ленты электротехнической стали улучшаетс  заполнение сталью полости катушек с числом витков We. Если 0-образный сердечник выполн етс  витым разрезным, то плоскости двух разрезов, по одному разрезу на стержень, могут быть либо перпендикул рны к оси стержн , т. е. к силовым лини м магнитного пол , либо эти плоскости могут иметь другие наклоны к этой оси. В этом последнем случае сечение зазора-стыка увеличиваетс , а величина магнитной индукции в нем уменьшаетс , что приводит к снижению магнитных потерь в области зазора-стыка.

Таким образом, активна  часть утроите- л  частоты состоит из трех одинаковых модулей .

Работа предложенногоутроител  частоты основана на магнитном насыщении стержней магнитной системы первой гармоники индукции магнитного пол , котора  обусловлена системой м. д. с. (векторы F на фиг. 2), созданных током основной частоты fi,

0 протекающим в первичной обмотке. Вследствие нелинейности кривой намагничивани  стали магнитной системы, крива  индукции магнитного пол  будет содержать спектр временных нечетных гармоник. Из

5 высших гармоник наибольшую амплитуду будет иметь треть  гармоника магнитного потока Ф (фиг. 3), котора  обусловит трехфазное симметричное напр жение U2 утроенной частоты практически синусоидальной

0 формы на зажимах Аа, В2, С2 вторичной обмотки . Гармоники магнитного потока пор дков 6.К ± 1, где К 1, 2, 3 не

обуславливают результирующее напр жение в фазах вторичной обмотки, так как в

5 трех катушках каждой фазы этой обмотки они индуктируют ЭДС взаимно сдвинутые во времени на 120°. Гармоники магнитного потока пор дков 9.К, где К 1, 3, 5, ... не обуславливает напр жение на парах зажи0 мое А2, В2, или С2 вторичной обмотки, так как эти гармоники имеют нулевую последовательность фаз. Только 15-  гармоника магнитного потока индуктирует ЭДС обратной последовательности во вторичной об5 мотке, но амплитуда этой гармоники пренебрежно мала.

Ток, протекающий в первичной обмотке предложенного утроител , практически синусоидален , т. е. по существу не содержит 3,

0 5, 7, 9, 11, 13, 15-й гармоник. Это обусловлено прин тым соотношением чисел витков катушек первичной обмотки и схемами их соединени  и расположени  на стержн х магнитной системы.

5

Claims (1)

1. Формула изобретени  Трехфазный статический ферромагнитный утроитель частоты, содержащий магнитную систему, включающую три группы

   0 0-образных сердечников, по три сердечника в каждой группе, на стержн х которых размещены соединенные с входными выводами дл  подключени  питающей сети катушки трехфазной первичной обмотки

   5 основной частоты, соединенные между собой по схеме, создающей симметричную трехфазно-расщепленную систему дев ти векторов магнитодвижущих сил стержней и соединенную в звезду, концы которой соединены с выходными выводами дл  подключени  нагрузки, катушки трехфазной вторичной обмотки утроенной частоты, соединенные в каждой фазе последовательно, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции и технологии изготовлени , а также повышени  надежности, кажда  фаза первичной обмотки состоит из четырех катушек с соотношением чисел витков равным 1 : 0,347 : 0,532 : 0,532, причем три 0-образных сердечника в пределах каждой группы сердечников расположены симметрично относительно друг друга так, что три стержн  этих сердечников соприкасаютс  и расположены в центре группы, а

   Периферийюшyij

   стержег л0

   три других стержн  тех же сердечников взаимно смещены на 120° и расположены на периферии группы сердечников, причем в каждой фазе первичной обмотки катушка с большим числом витков охватывает три стержн  соответствующей группы, расположенных в центре этой группы, катушка с меньшим числом витков этой же фазы расположена на одном из периферийных стержней этой же группы, а две катушки со средним числом витков этой же фазы расположены по одной на одном из периферийных стержней двух других групп сердечников магнитной системы.

   Stump результирующей мае. s-toO-oSpoiHoto ft, сердечника

   - Индекс соответствует катушке vte

   Фа г. 2

   Фиг./

   вектор резимт/рукмцей Mdc f-to o-offpoitMito сердечника

   %

   PI-CuftSoMi pca

   /J

   LMotiep 0-о&азнок сердечника Зе тор резу ьакрующей кис. г-to О-о6роз о о сердечника

   Vi

   Фз

   ШЗ

   L- Нонер О- oSpoyffoeo сердемика

   Vj

   Фб