Устройство для преобразования однофазного напряжения в трехфазную систему напряжений

 

Использование: изобретение может быть использовано в преобразователях электроэнергии. Сущность изобретения: устройство состоит из трех магнитопроводов 3 - 5, общей обмотки 2, охватывающей магнитопроводы 3 - 5 и являющейся первичной обмоткой, образующей входную цепь, выходной цепи, состоящей из вторичных обмоток 6 - 8, расположенных на соответствующих магнитопроводах, а также из двух короткозамкнутых обмоток 9 и 10, причем обмотка 9 охватывает сердечники магнитопроводов 4 и 5, а обмока 10 намотана на магнитопровод 5. Преобразование входного напряжения в трехфазную систему напряжений основано на использовании фазового сдвига основного рабочего магнитного потока в многостержневом трансформаторе посредством дополнительных возбуждаемых при помощи короткозамкнутых витков магнитных потоков. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике/ в частности к средствам для преобразования электроэнергии.

Известно устройство преобразования однофазного напряжения в многофазную систему напряжений/ основанное на фазовом смещении входного напряжения/ последующем инвертировании двух полученных напряжений и раздельном суммировании определенной части соответствующей пары напряжений [1].

Недостатком этого устройства является сложность его реализации/ связанная с исполнением операций смещения/ инверсии/ изменения величины напряжения и их суммирования. Другой недостаток данного устройства заключается в низком КПД/ так как все указанные операции требуют дополнительных затрат энергии.

Известен также способ преобразования однофазного напряжения в многофазное/ на основе которого реализовано устройство. По данному способу/ принятому за прототип/ однофазным источником создают магнитные потоки в первичных обмотках трансформаторов/ возбуждают противодействующий магнитный поток с помощью вторичных дополнительных обмоток/ подключенных к конденсаторам/ суммируют основной и противодействующий магнитные потоки в магнитопроводах трансформаторов и снимают многофазное напряжение с основных вторичных обмоток трансформаторов. При этом угол фазового сдвига сумарного потока изменяют путем последовательно встречного включения вторичных дополнительных обмоток разных трансформаторов и изменением емкости конденсаторов [2].

Недостатком данного способа является большая материалоемкость устройств на его основе/ связанная с использованием дополнительных вторичных обмоток/ относительная сложность его реализации и пониженная надежность/ вызванная применением конденсаторов.

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его надежности в работе.

Это достигается тем/ что противодействующий магнитный поток возбуждают с помощью дополнительных короткозамкнутых витков на магнитопроводе/ а угол сдвига между основным и суммарным потоками в магнитопроводах трансформаторов получают путем изменения количества охватываемых короткозамкнутыми витками магнитопроводов и числа короткозамкнутых витков.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 - векторные диаграммы магнитных потоков и ЭДС/ поясняющие работу устройства.

Устройство для преобразования однофазного напряжения в трехфазную систему напряжений содержит источник 1 однофазного напряжения/ общую обмотку 2/ охватывающую магнитопроводы 3-5. Выходная цепь выполнена тремя вторичными обмотками 6-8/ расположенными на сердечниках магнитопроводов. Короткозамкнутая область 9 намотана на магнитопроводы 4 и 5/ а короткозамкнутая обмотка 10 дополнительно намотана на магнитопровод 5.

Устройство работает следующим образом.

Однофазное напряжение от источника 1 подается на первичную обмотку 2/ общую для трех/ например/ кольцевых магнитопроводов 3-5. На каждом магнитопроводе намотаны вторичные обмотки 6-8/ образующие выходные цепи/ причем на второй 4 и третий 5 магнитопроводы намотаны дополнительные общие короткозамкнутые обмотки 9/ а на третий магнитопровод - еще и короткозамкнутые обмотки 10. В магнитопроводе первого трансформатора 3 током первичной обмотки 2 создается магнитный поток Ф₁/ который наводит ЭДС E₂ (см. фиг.2) на вторичной обмотке 6/ не имеющую фазового сдвига относительно напряжения источника 1. В магнитопроводе второго трансформатора 4 также создается магнитный поток за счет тока первичной обмотки 2/ однако/ он суммируется с противодействующим магнитным потоком/ созданным короткозамкнутыми обмотками 9/ и суммарный магнитный поток Ф₂ в магнитопроводе 4 наводит на вторичной обмотке 7 ЭДС Е₃/ сдвинутую на определенный фазовый угол относительно напряжения источника 1. Угол фазового сдвига регулируется количеством короткозамкнутых обмоток 9/ которое зависит также от магнитных характеристик магнитопровода и величины токов нагрузки. Сдвинутое таким образом на 60° напряжение снимается с вторичной обмотки 7. В магнитопроводе 5 магнитный поток Ф₃ создается основным и противодействующими магнитными потоками/ обусловленными токами в короткозамкнутых обмотках 9 и 10. Наводимая в обмотке 8 ЭДС Е₄ сдвинута на 60° относительно ЭДС Е₃ на обмотке 7. Трехфазная система напряжений снимается с вторичных обмоток 6-8 соответственно первого 3/ второго 4 и третьего 5 трансформаторов.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ОДНОФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНУЮ СИСТЕМУ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащее три магнитопровода, на сердечниках которых расположены обмотки, образующие входную и выходные цепи, причем входная цепь соединена с входными выводами для подключения однофазного источника питания, а выходная цепь каждого магнитопровода выполнена в виде расположенной на его сердечнике одной вторичной обмотки, соединенной с соответствующей парой выходных выводов для подключения трехфазной нагрузки, отличающееся тем, что указанная входная цепь выполнена в виде одной первичной обмотки, охватывающей сердечники трех магнитопроводов, и дополнительно введены две короткозамкнутые обмотки, первая из которых выполнена охватывающей сердечники второго и третьего магнитопроводов, а вторая расположена на сердечнике третьего магнитопровода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2