[go: up one dir, main page]

SU1614071A1 - Device for loading electric power source - Google Patents

Device for loading electric power source Download PDF

Info

Publication number
SU1614071A1
SU1614071A1 SU884483700A SU4483700A SU1614071A1 SU 1614071 A1 SU1614071 A1 SU 1614071A1 SU 884483700 A SU884483700 A SU 884483700A SU 4483700 A SU4483700 A SU 4483700A SU 1614071 A1 SU1614071 A1 SU 1614071A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
transformer
winding
transformers
primary
phase
Prior art date
Application number
SU884483700A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Николаевич Верещаго
Валентин Яковлевич Кутковецкий
Геннадий Викторович Малахов
Петр Федорович Митрясов
Александр Георгиевич Новиков
Original Assignee
Николаевский Кораблестроительный Институт Им.Адм.С.О.Макарова
Предприятие П/Я Р-6674
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николаевский Кораблестроительный Институт Им.Адм.С.О.Макарова, Предприятие П/Я Р-6674 filed Critical Николаевский Кораблестроительный Институт Им.Адм.С.О.Макарова
Priority to SU884483700A priority Critical patent/SU1614071A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1614071A1 publication Critical patent/SU1614071A1/en

Links

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике, а именно к преобразовательным устройствам, св зывающим две сети переменного тока или сети переменного и посто нного тока. Целью изобретени   вл етс  уменьшение массы и стоимости устройства. Предложена конструкци  трансформаторов (первый и второй) с совмещенной магнитной системой, содержаща  магнитную систему, аналогичную магнитной системе обычной заторможенной асинхронной машины со статором 1, в пазах 2 которого уложены трехфазные первичные и многофазные вторичные обмотки двух трансформаторов, причем числа пар полюсов обмоток обоих трансформаторов отличаютс  друг от друга в четное число раз и число фаз вторичных обмоток  вл етс  нечетным числом больше трех. Ротор 3 выполнен заторможенным, гладким без пазов. Электрическа  энерги  потребл етс  от источника переменного тока и через выводы первого трансформатора поступает на управл емый многофазный выпр митель, который через инвертор, ведомый сетью, второй трансформатор передает электрическую энергию в другую сеть переменного тока. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.The invention relates to electrical engineering, in particular to conversion devices, connecting two AC or AC and DC networks. The aim of the invention is to reduce the mass and cost of the device. The design of transformers (first and second) with a combined magnetic system is proposed, containing a magnetic system similar to the magnetic system of a conventional braked asynchronous machine with a stator 1, in the slots 2 of which three-phase primary and multiphase secondary windings of two transformers are laid, and the number of pole pairs of both transformers are different from each other an even number of times and the number of phases of the secondary windings is an odd number greater than three. The rotor 3 is made inhibited, smooth without grooves. Electric energy is consumed from the AC source and through the terminals of the first transformer is supplied to a controlled multiphase rectifier, which through an inverter driven by the network, the second transformer transmits electrical energy to another AC network. 1 hp f-ly, 3 ill.

Description

CPUl,1CPUl, 1

Изобретение касаетс  устройств преобразовательной техники, св зывающих две сети переменного тока млн сети переменного и посто нного тока, и может быть ис- пользоаано при испытани х первичных 5 тепловых двигателей, привод щих во вращение генератор переменного и посто нного тока, а также при заводских или сдаточных испытани х автономных генерирующих устройств (например, судовых).10The invention relates to converter equipment that connects two AC mains to a million AC and DC mains, and can be used for testing primary 5 heat engines that drive an alternator and DC generator, as well as for factory or acceptance tests of autonomous generating devices (for example, shipboard) .10

Цель изобретени  - уменьшение массы и стоимости устройства,The purpose of the invention is to reduce the mass and cost of the device,

На фиг. 1 изображена предлагаема  конструкци  трансформаторов с совмещённой магнитной системой; на фиг. 2 - схема 15 соЕзмещенной обмотки одного трансформатора , выполн ющей роль трехфазной первичной обмотки и многофазной вторичной обмотки: на фиг,.3 - схема внешних соединений предлагаемого устройства.20FIG. 1 shows the proposed construction of transformers with a combined magnetic system; in fig. 2 is a circuit 15 of a coupled winding of a single transformer acting as a three-phase primary winding and a multi-phase secondary winding: FIG. 3 shows an external circuit diagram of the proposed device.

На фиг. 1 изображена конструкци  трансформаторов с совмещенной магнитной системой, содержаща  магнитную систему (аналогичную магнитной системе обычной заторможенной асинхронной ма- 25 шины) со статором 1, в пазах 2 которого уло- жены трехфазные первичнь| е и многофазные вторичные обмотки двух трансформаторов, причем числа пар полюсов обмоток обоих трансформаторов отли- 30 чаютс  друг от друга в четное число раз, число фаз вторичных обмоток  вл етс  нечетным числом больше трех, а ротор 3 выполнен заторможенным, гладким, без пазов.35FIG. Figure 1 shows the design of a transformer with a combined magnetic system, containing a magnetic system (similar to the magnetic system of a conventional braked asynchronous machine) with a stator 1, in the slots 2 of which three-phase primary | e and multiphase secondary windings of two transformers, with the number of pole pairs of the windings of both transformers differing from each other by an even number of times, the number of phases of the secondary windings is an odd number greater than three, and the rotor 3 is braked, smooth, without grooves.

На фиг, 2 изображена совмещенна  обмотка 4 одного трансформатора, общее число секций которой без остатка делитс  на три и на число фаз вторичной обмотки, секции совмещенной обмотки 4 соединены в 40 многоугольник, имеющий через первое равное число секций трехфазные выводы первичной обмотки, а через другое равное число секций - многофазные выводы 8-16 вторичной обмотки, Число фаз вторичной 45 обмотки  вл етс  нечетным и находитс  в пределах от 5 до 49. Очевидно, что первичную и вторичную обмотки трансформатора можно выполнить и раздельно, без электрической св зи между ними,50 FIG. 2 shows the combined winding 4 of one transformer, the total number of sections of which is divided without remainder into three and the number of phases of the secondary winding, the sections of the combined winding 4 are connected into 40 polygon, having through the first equal number of sections three-phase outputs of the primary winding, and through the other equal number of sections - multiphase leads 8-16 of the secondary winding, The number of phases of the secondary 45 windings is odd and ranges from 5 to 49. It is obvious that the primary and secondary windings of the transformer can be performed separately, without electric ktricheskoy communication therebetween, 50

На фиг. 3 изображена схема внешних соединений предлагаемого устройства, содержаща  трансформатор 17 с совмещенной магнитной системой (трансформатор 17 содержит трехфазные выводы 5-7 первич- 55 ной обмотки м многофазные выводы 8-16 вторичной обмотки первого трансформатора и аналогичные трехфазные выводы 18-20 первичной обмотки и многофазные выводы 21-29 вторичной второго трансформатора ), источник 30 электрической .энергии переменного тока, из которого энерги  может передаватьс  в сеть 31 переменного тока, управл емый многофазный мостовой выпр митель 32 и многофазный мостовой ведомый сетью инвертор 33.FIG. 3 is a diagram of the external connections of the device proposed, comprising a transformer 17 with a combined magnetic system (transformer 17 contains three-phase terminals 5-7 of the primary winding and multiphase terminals 8-16 of the secondary winding of the first transformer and similar three-phase terminals 18-20 of the primary winding and multiphase terminals 21-29 of the secondary second transformer), an alternating current electrical power source 30 from which energy can be transmitted to an alternating current network 31 controlled by a multiphase bridge rectifier 32 and a multi-phase bridge-driven network inverter 33.

Трансформатор с совмещенной магнитной системой (фиг. 1 и фиг. 2) работает следующим образом.A transformer with a combined magnetic system (Fig. 1 and Fig. 2) operates as follows.

Конструктивно совмещенна  магАит- на  система трансформаторов выполнена в форме заторможенной асинхронной машины со статором 1, пазами 2 (в которых уложены первичные и вторичные обмотки первого и второго трансформаторов) и гладким без пазов неподвижным ротором 3, играющим роль магнито про вода.Structurally, the integrated transformer system of transformers is made in the form of a braked asynchronous machine with stator 1, grooves 2 (in which the primary and secondary windings of the first and second transformers are laid) and smooth without grooves with a fixed rotor 3 playing the role of a magnetic water conductor.

Первична  и вторична  обмотки одного трансформатора уложены в одних и тех же пазах, чтобы полезно использовать часть потоков рассе ни  (дл  увеличени  магнитной св зи между обмотками), а также с целью исключени  возникновени  электро- магнитного момента на роторе.The primary and secondary windings of one transformer are laid in the same slots in order to use part of the scattering fluxes (to increase the magnetic coupling between the windings), as well as to eliminate the occurrence of electromagnetic moment on the rotor.

Ротор выполнен гладким, без пазов дл  упрощени  технологии его изготовлени .The rotor is made smooth, without grooves to simplify its manufacturing technology.

Обмотки трансформаторов выполнены аналогично первичной обмотке асинхронной машины, причем числа пар полюсов обмоток обоих трансформаторов отличаютс  друг от друга в четное число раз, а число фаз вторичных обмоток  вл етс  нечетным числом , большим трех. Первична  и вторична  обмотки одного трансформатора могут б ыть выполнены раздельно и совмещенными (по схеме автотрансформатора).The transformer windings are made similarly to the primary winding of an induction machine, with the number of pole pairs of the windings of both transformers differing from each other by an even number of times, and the number of phases of the secondary windings is an odd number greater than three. The primary and secondary windings of one transformer can be made separately and combined (according to the autotransformer circuit).

Отличие в четное число раз чисел пар полюсов обмоток трансформаторов позвол ет использовать одну и ту же магнитную систему, что уменьшает общий вес трансформаторов . Трансформаторы в атом случае магнитно не св заны, так как на длине полюсного делени  трансформатора с-меньшим числом пар полюсов укладываетс  четное число полуволн магнитного пол  другого трансформатора, соответственно дл  трансформатора с большим числом пар полюсов магнитное поле другого трансформатора под северным и южным полюсами имеет одинаковый знак. В результате магнитное поле одного трансформатора не вызывает по вление ЗДС в обмотках другого трансформатора.The difference in an even number of times the number of pole pairs of transformer windings allows the use of the same magnetic system, which reduces the overall weight of the transformers. In the atom case, the transformers are not magnetically connected, since an even number of half-waves of the other transformer’s magnetic field is placed with the pole division of the transformer with a smaller number of pole pairs, respectively, for a transformer with a larger number of pole pairs, the magnetic field of the other transformer under the North and South poles has the same sign. As a result, the magnetic field of one transformer does not cause the appearance of DCS in the windings of another transformer.

Дл  дальнейшего уменьшени  массы и стоимости устройства первична  и вторична  обмотки каждого трансформатора объединены в одну совмещенную обмотку 4 одного трансформатора (фиг. 2), Совмещенна  обмотка 4 содержит общее число секций , которое без остатка делитс  на три и наTo further reduce the mass and cost of the device, the primary and secondary windings of each transformer are combined into one combined winding 4 of a single transformer (Fig. 2). The combined winding 4 contains the total number of sections, which is divided without remainder into three and

число фаз вторичной обмотки, равное та. Делаетс  это дл  того.чтобы иметь возможность выполнить симметричными выводы первичной трехфазной и вторичной та фазной обмоток (т2 3). На фиг. 2 показано, что совмещенна  обмотка 4 через первое равное число секций содержит трехфазные выводы 5-7 первичной обмотки, а через другое равное число секций - многофазные выводы 8-16 вторичной обмотки трансформатора . Применение совмещенных обмоток позвол ет получить экономию массы медного обмоточного провода примерно на 50%.the number of phases of the secondary winding is equal to ta. This is done in order to be able to make symmetrical conclusions of the primary three-phase and secondary phase windings (m 2 3). FIG. 2 shows that the combined winding 4, through the first equal number of sections, contains three-phase terminals 5-7 of the primary winding, and through another equal number of sections - multiphase terminals 8-16 of the secondary winding of the transformer. The use of combined windings makes it possible to save about 50% of the mass of the copper winding wire.

Дл  совмещенной обмотки 4 трансформатора невозможно измен ть коэффициент трансформации между первичной и вторичной обмотками одного трансформатора . Однако при испытании наиболее распространенного источника энергии (переменного тока) согласование напр жений возможно изменением угла отпирани  ведомого сетью инвертора.For the combined winding 4 of the transformer it is impossible to change the transformation ratio between the primary and secondary windings of one transformer. However, when testing the most common source of energy (alternating current), voltage matching is possible by changing the unlocking angle of the grid-driven inverter.

Устройство дл  нагрузки источника электрической энергии (фиг. 3) работает следующим образом.;The device for loading an electrical energy source (FIG. 3) works as follows;

Электрическа  энерги  поребл етс  от источника 30 электрической энергии переменного тока и через выводы 8-16 первого трансформатора поступает на управл емый многофазный мостовой выпр митель 32, который через ведомый сетью инвертор 33, второй трансформатор с многофазными выводами 21-29 и трехфазными выводами 18- 20 передает электрическую энергию в сеть 31 переменного тока.Electric energy is depleted from AC power source 30 and through terminals 8-16 of the first transformer is fed to a controlled multiphase bridge rectifier 32, which through a network-driven inverter 33, a second transformer with multiphase leads 21-29 and three-phase leads 18-20 transmits electrical energy to the network 31 AC.

Регулирование коэффициента мощности потребл емого от источника 30 энергии переменного тока осуществл ют изменением угла отпирани  тиристоров управл емого выпр мител  32, так как коэффициент мощности выпр мител  при пренебрежении углом коммутации вентилей равенThe power factor of the AC power consumed from the source 30 is controlled by varying the unlocking angle of the thyristors of the controlled rectifier 32, since the power factor of the rectifier, while neglecting the switching angle of the valves, is equal to

cos 1 cos а .cos 1 cos

Регулирование величины передаваемого тока осуществл ют изменением угла отпирани  тиристоров ведомого сетью инвертора 33. Схемы управлени  тиристорами управл емого выпр мител  и ведомого сетью инвертора  вл ютс  типовыми.The control of the magnitude of the transmitted current is carried out by changing the angle of unlocking of the thyristors of the slave of the inverter 33. The control circuits of the thyristors of the controlled rectifier and the slave of the inverter are typical.

В случае, ({огда источником электрической энергии  вл етс  генератор посто нного тока, то первый трансформатор и управл емый выпр митель 32 не используют . В этом случае генератор питает посто нным током ведомый сетью инвертор 33, который через второй трансформатор переIn the case ({when the source of electrical energy is a direct current generator, the first transformer and the controlled rectifier 32 are not used. In this case, the generator is supplied with a direct current inverter 33, which is driven by a network, through a second transformer

дает электрическую энергию в сеть 31 переменного тока.gives electrical energy to the AC 31 network.

Предлагаемое устройство отличаетс  от известного тем, что первый и второй транс- 5 форматоры выполнены с совмещенной магнитной системой (фиг. 1).The proposed device differs from the known one in that the first and second transformers are made with a combined magnetic system (Fig. 1).

Число т2 фаз вторичных обмоток трансформаторов прин то нечетным числом дл  увеличени  числа md пульсаций напр же- 10 ни  цепи посто нного тока за период. При нечетном тч величина md 2m2, а при четном т2 значение md m2.The number of t2 phases of the secondary windings of transformers is taken to be an odd number to increase the number of md ripples in the voltage of the dc circuit over a period. For odd mph, md 2m2, and for even m2, md m2.

Частота гармоник выпр мленного тока равна 15 fd(K)mdfiKd,The frequency of the harmonics of the rectified current is 15 fd (K) mdfiKd,

где fi - частота питающей сети;where fi is the mains frequency;

Kd - 1,2,3,... - пор док гармоники выпр мленного тока.Kd - 1,2,3, ... is the order of the harmonic of the rectified current.

Частота гармоник потребл емого из се- 20 ти тока равнаThe frequency of the harmonics of the current consumed from the network is equal to

fi(K) (Kmd ±1)fi,,fi (K) (Kmd ± 1) fi ,,

где К - 1,2,3,... - пор док гармоник потребл емого из сети переменного тока.where K is 1,2,3, ... is the order of harmonics of an alternating current consumed from the mains.

Например, при числе фаз вторичной.об- 25 мотки трансформатора и мостового выпр мител  (или инвертора), paвнo л т2 5, частота пульсаций цепи выпр мленного тока при fi 50 Гц равна fo(K) Kd 500 Гц,For example, when the number of phases is secondary. 25 coils of a transformer and a bridge rectifier (or inverter), equal to m2 2, the frequency of the pulsations of the rectified current circuit at fi 50 Hz is equal to fo (K) Kd 500 Hz,

30 а частота гармоник потребл емого из сети тока равна30 and the harmonic frequency of the current consumed from the network is

fi(K) (K 500+ 50) Гц. Если прин ть т2 49, то соответственно fd(K) Kd 4900 Гц; f 1{к) (К . 4900 4- 35 +50) Гц.fi (K) (K 500+ 50) Hz. If we accept m2 49, then accordingly fd (K) Kd 4900 Hz; f 1 (k) (K. 4900 4- 35 +50) Hz.

Следовательно, диапазон изменени  т2 от 5 до 49 обеспечивает практически целесообразный спектр подавлени  высших гармоник со стороны посто нного и пере- 0 менного токов.Consequently, the range of variation of t2 from 5 to 49 provides a practically feasible spectrum of suppression of higher harmonics from the side of constant and alternating currents.

Таким образом, с увеличением числа фаз вторичных обмоток (и соответственно чисел фаз мостового выпр мител  и мостового ведомого сетью инвертора) увеличива- 5 етс  пор док гармоник на сторонах посто нного и переменного токов выпр мител  и ведомого сетью инвертора, что уменьшает габариты, массу и стоимость сог ответствующих фильтров. 0Thus, with an increase in the number of phases of the secondary windings (and, accordingly, the numbers of the phases of the bridge rectifier and the bridge slave of the inverter network), the order of harmonics on the sides of the constant and alternating current of the rectifier and the slave of the inverter increases, which reduces the size, weight and the cost of coA corresponding filters. 0

Преимуществом предлагаемого устрой- . ства (по сравнению с известным, который одновременно  вл етс  и базовым объектом )  вл етс  уменьшение его массы и сто- 5 иМости (за счет объединени  магнитных систем трансформаторов, уменьшени  массы и стоимости фильтров и повышени  пор дка генерируемых гармоник напр жени  и тока).The advantage of the proposed device is. (as compared with the known, which is also the basic object) is to reduce its mass and cost (by combining the magnetic systems of transformers, reducing the mass and cost of filters and increasing the order of the generated voltage and current harmonics).

Claims (2)

1. Устройство дл  нагрузки источника электрическо энергии, содержащее первый трансформатор с первичной трехфаз- ной обмоткой, подключенной к входным выводам переменного тока.и вторичной обмоткой , подключенной к диагонал м переменного тока мостового выпр мител , который своими выводами посто нного то- ка подключен к выводам посто нного тока мостового инвертора, второй трансформатор с первичной трехфазной обмоткой, подключенной к выходным выводам переменного тока, и вторничной обмоткой, под- ключенной к диагонал м переменного тока мостового инвертора, отличающеес  тем, что, с целью уменьшени  массы и стоимости устройства, магнитна  система обоих трансформаторов  вл етс  совмещенной и выполнена в форме заторможенной асинхронной машины с гладким без лазов неподвижным ротором, в пазах статора которой уложены трехфазные первичные и многофазные вторичные обмотки обоих трансформаторов, причем числа пар полю- сов обмоток обоих трансформаторов отличаютс  друг от друга в четное число раз и число фаз вторичных обмоток  вл етс  нечетным числом больше трех, первична  и вторична  обмотки каждого трансформатора выполнены совмещенными, дл  чегъ общее число секций совмещенной обмотки без остатка делитс  на три и на число фаз вторичной обмотки, секции совмещенной обмотки соединены в многоугольник, имеющий через первое равное число секций трехфазные выводы первичной обмотки и через другое равное число секций многофазные выводы вторичной обмотки трансформатора.1. A device for loading an electrical energy source containing a first transformer with a primary three-phase winding connected to the AC input terminals and a secondary winding connected to the AC diagonal of the bridge rectifier, which is connected to DC by its DC terminals. the DC terminals of the bridge inverter, the second transformer with the primary three-phase winding connected to the output AC terminals, and the secondary winding connected to the diagonal m of the AC current In order to reduce the mass and cost of the device, the magnetic system of both transformers is combined and made in the form of a hindered asynchronous machine with a smooth, smooth and smooth stationary rotor, in the stator grooves of which three-phase primary and multi-phase secondary windings of both transformers are laid , the numbers of pairs of poles of the windings of both transformers differ from each other by an even number of times and the number of phases of the secondary windings is an odd number of more than three, the primary and the toric windings of each transformer are made to be combined, for the total number of sections of the combined winding without remainder is divided into three and the number of phases of the secondary winding, the sections of the combined winding are connected into a polygon having through the first equal number of sections three-phase outputs of the primary winding and through another equal number of sections multiphase conclusions of the secondary winding of the transformer. 2. Устройство по п. 1, отличающее- с   тем, что число фаз вторичной обмотки находитс  в пределах от 5 до 49.2. A device according to claim 1, characterized in that the number of phases of the secondary winding is in the range of 5 to 49. (OutZ(OutZ Фиг.ЗFig.Z
SU884483700A 1988-06-15 1988-06-15 Device for loading electric power source SU1614071A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884483700A SU1614071A1 (en) 1988-06-15 1988-06-15 Device for loading electric power source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884483700A SU1614071A1 (en) 1988-06-15 1988-06-15 Device for loading electric power source

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1614071A1 true SU1614071A1 (en) 1990-12-15

Family

ID=21399734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884483700A SU1614071A1 (en) 1988-06-15 1988-06-15 Device for loading electric power source

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1614071A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Давыдович Ф.С. Испытани судовых электрических систем. Л.: Судостроение 1975, с. 184-189. Электрические системы./Под ред. В.А. Веникова. М.; Высша школа, 1972, т. 3, с, 28. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4780659A (en) High-power, high-voltage direct current power source
US4625160A (en) Variable speed constant frequency generating system
KR900012414A (en) VSCF Starter / Generator System and Its Operation Method
RU2007102294A (en) MULTI-PHASE CONVERSION CIRCUIT WITH SMALL CONTENT OF HIGH HARMONICS
US20240388218A1 (en) Inverter Apparatus and Application Thereof
JPH0865976A (en) Brushless self-excited three-phase synchronous generator
JPS5837799B2 (en) electric motor device
SU1614071A1 (en) Device for loading electric power source
US5239254A (en) Series-exciting device for synchronous generators
US5731971A (en) Apparatus for providing multiple, phase-shifted power outputs
US3727122A (en) Field modulated alternator system and control therefor
JPH03245755A (en) Brushless self-excitation synchronous electric motor
Jackson Mill motors for adjustable-speed AC drives
SU1464279A1 (en) Electric drive
RU2847165C2 (en) Inverter device and its application
SU1675868A1 (en) Induction-type ac voltage regulator
US20020125774A1 (en) Continuous electrical generator
US5717586A (en) Single winding power converter
Fukami et al. Analysis of the self‐excited three‐phase synchronous generator utilizing the second space harmonic for excitation
RU2006157C1 (en) Three-phase current frequency doubler
RU2192065C1 (en) Inverter transformer
SU758431A1 (en) Magnetic thyristor frequency multiplier by odd number with direct coupling
KR860000925B1 (en) Self-excited generator
RU26707U1 (en) RECTIFIER
SU803098A1 (en) Excitation system for synchronous machine