Статический ферромагнитный утроитель частоты

ществе стержне симметр ,жены на ны межд нно на гориз й, причем сек ичной первич пяти смежных у собой после нтальных ии каждой ной обмотк стка з располо соединевстречно,тержнях ватель ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬОИЙ(71) Кишиневский политехнический институт им, Сергея Лазо(56) 1. Бамдас А.М. и др. Ферромаг-. .нитные умножители частоты. М., ,"Энергия", 1968.2, Авторское св ельство СССР У 615575, кл. Н 02 Г /16, 1975.(54)(57) СТАТИЧЕСКИЙ ФЕРРОМАГНИТНЬЙ .УТРОИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащийпространственный девятистержневой симмет. ричныймагнитопровод, первичную трехфазную соединенную в звезду обмотку, каждая фаза которой состоит из пяти секций, вторичную трехфазную соединенную в звезду обмотку, каждая фаза которОй состоит из трех одинаковыи последовательно-согласно включенных секций, симметрично расположенных на магнитопроводе по одной на стержне, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и увеличения КПД, магнитопровод выполанениз С-образных стержней, плоскость торцов которых перпендикулярна горизонтальнойповерхности и образует угол 40 с боковой гранью, плотно состыкованных между собой клинообразными концами со сдвигом в сторону, противоположную направлению стыковки, для образования отверстия, в котором установлена немагнитная шпилька для крепления верхнего и нижнего стыковых узлов, обмотки расположены преиму 1162012Изобретение относится к ферромаг" нитным умножителям частоты и может быть использовано, например, для питания высокоскоростных электродвигателей.5Известны утроители частоты, выполненные на плоских магнитныхсистемах, содержащие насыщенныесердечники с расположенными на нихпервичными и вторичными обмотками 1110Недостатком таких утроителейявляется несинусоидальность кривыхвыходных напряжений, нессимметриявходных токов либо выходных напряжений ввиду несимметрии сердечников 15или фазных обмоток,Наиболее близким к предлагаемомуявляется статический ферромагнитныйутроитель частоты с трехфазным выходом, содержащий магнитопровод, выполненный на трех витых с одинаковымирадиальными размерами кольцевых ярм,расположенных соосно один над другим,а между торцами среднего и крайнегоярм установлены равномерно по окружности по девять шихтованных стержней,первичную трехфазную соединенную взвезду обмотку, каждая, фаза которойсостоит из пяти секций, и вторичнуютрехфазную соединенную в звездуЗОобмотку, каждая Фаза которой состоитиз трех одинаковых последовательносогласно соединенных секций, причемсекции обмоток симметрично расположены на среднем ярме в окнах обраЭзованных ярмами и стержнями 2 .Недостатками известного утроителя .являются сложность конструкции, низкий КПД, плохое использование сталииз-за большого количества стыков вмагнитной системе, стяжек, изолирующих колец, работы стержней в ненасыщенном режиме и их неучастия в,создании высших гармоник.Цель изобретения - упрощение кон 45струкции и увеличение КПД,Указанная цель достигается тем, что в статическом ферромагнитном утроителе частоты, содержащем пространственный девятистержневой симмет О ричный магнитопровод, первичную трехфазную соединенную в звезду обмотку, каждая фаза которой состоит из пяти секций вторичную трехфазную соединенКую и звезду обмотку, каждая фаза 55 которой состоит из трех одинаковых последовательно-согласно включенных секций, симметрично расположенных на магнитопроводе по одной на стержне, магнитопровод выполнен из С-образных стержней, изготовляемых, например, разрезанием витых 0-образных сердечников, плоскость торцов которых перпендикулярна горизонтальной поверхности и образует угол 40 с боковой гранью, плотно состыкованных. между собой клинообразными концами со сдвигом в сторонупротивополож- ную направлению стыковки, для образования отверстия, в котором установлена немагнитная шпилька для крепления верхнего и нижнего стыков узлов,обмотки расположены.на горизонтальныхучастках стержней, причем секциикаждой из фаз симметричной обмоткирасположены на пяти смежных стержняхи соединены между собой последовательно-встречно.На фиг, 1 представлена развернутаяна плоскости схема расположения исоединения катушек первичной и вторичной обмоток предлагаемого утроителя;на фиг2 - схема стыковки клинообраэных концов девяти стержней; на Фиг. 3 - утроитель, общий вид. Статический ферромагнитный утро, итель частоты содержит девять стержней 1-9, катушки первичной обмотки,каждая Фаза которой состоит из пятипоследовательно-встречно соединенныхсекций 10-14, между числами витковкоторых выдержано соотношение И о . :И: И, :Иц :Ю, = 0,395:0,743:1::0,743:0,395, и катушки вторичной обмотки, каждая фаза которой состоит из трех одинаковый последовательно.- согласно соединенных 15, 1 б и 17 (фиг. 1). Каждая из катушек первичной и вторичной обмоток установлена на горизонтальных участках С-образных стержней (фиг. 1 и 3). Этим достигается упрощение при сборке активных элементов утроителя, а также повышается его ремонтопригодность, так как каждая из катушек может быть легко снята и заменена. Стержни магнитопровода, представляющие собой однотипные элементы, состыкованы в соответствии с фиг. 2, при этом в технологические отверстия 18 введена стяжная немагнитная шпилька 19, которая с помощью шайб 20 и гаек 21 закрепляет верхний и нижнич стыковые узлы ,фиг. 3). Предложенная конструкция стыкового узла, содержащего технологармоники, На такие же углы оказываются сдвинутыми и ЭДС всех гармоник, наводимых в каждой катушке выходной обмотки, Если за базисную принять ЭДС первой гармоники, наведенную в катушке вторичной обмотки10, расположенной на первом стержне (Фиг. 1-3), то ЭДС К-той гармоники .и-го стержня оказывается сдвинутойпо отношению к базисной на угол 30 35 гическое отверстие, размеры которого могут изменяться в широких Пределах, может быть распространена на магнитопроводы подобного типа с числом С-образных стержней не менее трех, 5 а стяжная шпилька может быть такжеиспользована для транспортировки утроителя.Устройство работает следующим образом. ОПри подключении первичной обмотки утроителя к 3-фазной сети переменного тока за счет сильного насыщения магнитной системы и нелинейности кривой намагничивания стали в магнитном 5 потоке каждого стержня магнитопровода появляются высшие нечетные гармоники. За счет указанного соединения катушек первичной обмотки и известного соотношения их чисел витков 20 магнитные потоки первой гармоники в соседних стержнях оказываются сдвинутыми один относительно другого8,на угол - а потоки высших гармо 9 ф 8,ник - на угол к - и где к - порядок 9Вс) 1 7где- начальная фаза,Тогда в катушках 15, 16 и 17,расположенных на первом, четвертоми седьмом стержнях, фазы вторичнойобмотки ЭДС третьей гармоники будутсдвинуты относительно базисной науглы8 603 - Я =Оф3 3 - Я = И 4ч ъ 3)86- + =6/) Ъ 3 г. е, при последовательно-согласномсоединении секций они суммируются.ЭДС первой гармоники, наведенные втех же катушках, а также большинствоЭДС высших гармоник (К=5, 7, 11, 13)при суммировании обращаются в нульи на линейных зажимах вторичнойобмотки действуют. практически.симметричные и синусоидальные ЭДСутроенной частоты,Расположение. катушек первичной ивторичной обмоток на горизонтальныхучастках стержней магнитопровода,применение однотипных активных элементов для утроителя, простогошпилечного крепления стыковых узловза счет сформированных отверстийупрощает технологию изготовления исборки утроителя, а исключение негенерирующих участков магнитопроводаи снижение числа стыков в нем приводит к снижению потерь в стали.1162012 ранниеига стГРмфф Составитель В. ГерихРедактор Л. Алексеенко Техред Л.Микеш Корректор А. Обручар Подпис Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,з. 3975/54 Тираж 646ВНИИПИ Государственнпо делам изобретени113035, Москва, Ж-;5,. Р комитета СССР открытий кая наб., д, 4/5