Статический преобразователь одно-фазного напряжения b симметричноемногофазное

Союз Советских Соцналнстичесмих РесдубеикОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 06. 03.79 (21) 2732468/24-07 (51)М. КЛ. с присоединением заявки йо(23) Приоритет -Н 02 К 47/18 Н 02 М 5/14 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Уфимский нефтяной институт(54) СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОДНОФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В СИММЕТРИЧНОЕ МНОГОФАЗНОЕ 0 асщепющих в лУстройство относится к электротехнике и может быть использовано для преобразования однофазного напряжения в многофазное в системах информационно-измерительных, управления и регулирования.Известны устройства для преобразования числа фаз на основе много- обмоточных трансформаторов, а также на основе электрических машин с вращающимся полем 1, 2 3 и ГЗ .Недостатком этих устройств является наличие двух или многофазных источников питания.Известны также устройства р ления фазы на йС фазосдвига элементах 14.Недостатком таких устройств я ляется зависимость фазы выходных напряжений от величины сопротивления 20 и характера нагрузки.Наиболее близок к предлагаемому статический преобразователь однофазного напряжения в симметричное многофазное. Этот преобразователь содержит 25 ротор и статор с обмотками, причем обмотка ротора выполнена в виде отдельных катушек, каждая из которых размещена на отдельном зубце ротора и имеет изоляцию относительно стали 30 из материала с повышенной диэлектрической проницаемостью, при этом обмотка ротора замкнута на сопротивление и подключена к сети, а фазныеобмотки статора подключены к фазамнагруз.ки. Параметры обмотки ротора,т,е, ее индуктивность и емкость наединицу длины подбирают так, чтобыпри заданной частоте питающего напряжения вдоль обмотки ротора укладывалась лишь одна волна напряжения.Необходимая емкость обеспечиваетсялибо подключением к катушке конденсатора, либо применением соответствующей изоляции катушки относительно корпуса с повышенной диэлектрической проницаемостью. При подведениик обмотке ротора однофазного питающего напряжения в ней образуетсятолько падающая электромагнитная вона, создающая вращающееся круговоеполе. Это наводит в обмотках статора симметричные многофазные напряжения 5,Недостатками данного устройстваявляются относительная сложностьконструкции и перестройки на другуюрабочую частоту, что обусловленонеобходимостью при переходе на другую частоту изменять волновое сопро797011 5 3 вафа,оа Н =Н созаФ Н=нъ зла Ю 60 тивление обмотки ротора посредствомподключения конденсаторов для имитации распределенной емкости, поскольку изменить диэлектрическуюпроницаемость изоляции практическиневозможно.Цель изобретения - упрощение кон-струкции устройства и перестройки егона другую рабочую частоту.Для достижения этой цели статорвыполнен в виде кольцевого проводника, снабженного продольной прорезью 10и имеющего возможность вращения вокруг своей оси в качестве обмоткивозбуждения применен прямолинейныйизолированный проводник, который расположен с внешней стороны кольцевого 15проводника параллельно его оси и имеет возможность перемещения по пазуопоры в направлении диаметра статора,а на роторе расположены выходные фазные обмотки. ЮНа чертеже схематически показанпредлагаемый преобразователь.Статический преобразователь однофазного напряжения в симметричное многофазное содержит статор, выполненный в виде трубчатого проводника 1с продольной прорезью 2, на внешнейстороне которого расположена обмотка 3 возбуждения, представляющая собой прямолинейный изолированный проводник, имеющий возможность перемещения по пазу опоры 4 в направлении диаметра статора. Внутри статора помещен ротор 5, снабженный пазами бс расположеннными в них обмотками 7,которые являются выходными. обмотки 35расположены в плоскости, проходящейчерез диаметр ротора и его ось. Число обмоток выбирается равным числутребуемых для нагрузки фаз, а уголмежду плоскостями обмоток, если сдвиги фаз должны быть равными, определяется по формулеЩ 0,Ж.Н где и - число фаз. 45Устройство работает следующим образом.При протекании тока по проводнику 1 обмотки возбуждения создается пульсирующее магнитное поле, которое 0 частично пронизывает кольцевой проводник, а частично экраниэируется им.Если ток возбуждения изменяется по синусоидальному закону1 -д з 1 ьа 1, (ц 55 то по этому закону изменяется и магнитное поле, создаваемое им Соотношение между напряженностями магнитного поля, пронизывающего кольцевой проводник, и экранируемого в теле кольцевого проводника можно оп ределить через коэффициент экранирования поглощения где Ю - частота тока возбуждения;,О - магнитная проницаемость материала кольцевого проводника;3 -, удельная проводимость,с - толщина стенки кольцевогопРоводника.Учитывая (4) можно записатьН = Н Мв а (1-5) (в) Нз=5 зН,з 1,ф,(6)Магнитное поле, экранируемое кольцевым проводником, создает в его теле вихревые ЭДС, под действием которых протекают вихревые токи. Эти токи создают свое магнитное поле которое отстает по фазе на 900 отмагнитного поля, пронизывающего трубчатый проводник, Таким образом, внутри статора имеется два пульсирующихмагнитных поля, которые образуют двухполюсное вращающееся магнитное поле.Для получения кругового вращающегосямагнитного поля необходимо иметь равенство модулей пульсирующих полейН = Н, а также их сдвиг в пространстве на 90 О, Выравнивание модулейпульсирующих полей достигается путемперемещения прямолинейного проводникаобмотки возбуждения ) по пазу опорыв направлении диаметра статора. Например, при удалении прямолинейногопроводника от внешней стороны кольцевого проводника напряженность экранируемого поля Нэ уменьшается значительнее, чем напряженность прониэы"вающего поля Н и . Настройка пространственного сдвига потоков Ни Н иосуществляется поворотом кольцевогопроводника вокруг своей оси. Из формул С 4 ), (5), (6) видно, что напряженности Н и Н 9 магнитных полей (пронизывающего и зкранируемого ) кольцевым проводником зависят от частоты тока возбуждения, магнитной проницаемости и удельной проводимости материала кольцевого проводника. При изменении частоты в пределах рабочего диапазона перестройка преобразователя осуществляется посредством поворота кольцевого проводника. вокруг своей оси и перемещением прямолинейного проводника. Рабочий диапазон может быть изменен, в свою очередь, сменой трубчатого проводника с определенной магнитной проницаемостью и удельной проводимостью материала. Так, например, на низких частотах целесообразно применять материал с высокой магнитной проницаемостью и проводимостью, а на высоких частотах - с низкой. Это необходимо для797011 10 Формула изобретения Составитель А. КецаринРедактор С. Тимохина Тех А.Бабинец Корректор И.Муска " 9794/75 Тираж 741 Подписн ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 035 Москва ЖРа кая наб. д. 4 5Зака илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,4 ММО, чТобы при неизменных геометрических размерах трубчатого проводника величина коэффициента распространения электромагнитного поля в ме- талле оставалась неизменной на границахчастотных диапазонов.Кроме того, рабочий частотныйдиапазон можно изменить, применивтрубчатый проводник с другой толщиной стенки.Преимущество предлагаемого преобразователя в том, что он обладаетпростотой конструкции, технологичностью изготовления, простотой перертройки на другую рабочую частоту,простотой перестройки рабочего диа-,пазона частот,Статический преобразователь однофаэного напряжения в симметричное многофазное, содержащий статор с обмоткой возбуждения и ротор с фазными обмотками, о т л и ч а ю щ и й с я,тем, что, с целью упрощения конструкции, статор выполнен в виде кольцевого проводника, снабженного продольной прорезью с возможностью вращения вокруг своей оси, а в качествеобмотки возбуждения применен прямолинейный изолированный проводник,расположенный с внешней стороны кольцевого проводника параллельно егооси с возможностью перемещения в направлении диаметра статора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бамдас А. М., Кулинич В. А.,Шапиро С. В. Статические электромагнитные преобразователи частоты ичисла фаз. М., Госэнергоиздат, 1961.2, Авторское свидетельство СССРМ 47 бб 44, кл. Н 02 гп 5/14, 1970.3. Авторское свидетельство СССРР 45 б 152, кл. Н 02 1 и 5/14, 1970.4. Фабрикант В. Л., Глухов В. П.,Паперно Л. Б. Элементы релейной защиты и автоматики энергосистем и ихпроектирование. М., Высшая школа,1974.5. Авторское свидетельство СССР9 353321, кл. Н 02 М 5/14, 1965.