Способ формирования квазикругового магнитного поля

СОК)3 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 41242 А 1 19 151) 5 Н 02 КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ ОСУДАРСТВЕННЬО ИЗОБРЕТЕНИРИ ГКНТ СССР Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ПИ(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КВ КРУГОВОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ (57) Использование: силовая преобра тельная техника. Сущность изобрет система содержит деа трехфазных инв ра напряжения (1,2), нагруженных на трехфазные обмотки (4,5) электромагн го или электромеханического устройст с общим магнитопроеодом. Инвертор полнены обеспечивающими число ступ И на периоде, большем шести, а фаз сдвиг между трехфазными системам пряжения инверторов и пространстве сдвиг обмоток (4,5) устанавливают ра Л- .(2 К - 1), где К - целое число. 2 ил. и осоо г Арр р,47 нные транзи1986,вращения магнитиого поля машины, улуч- р шается гармоническийсостав ЭДС фаз, увеличивается частота и снижается амплитуда пульсаций момента.Йедостатком является возникновение Ф уравнительных токов за счет неравенства Ы форм фазных напряжении и ЭДС, которые дополнителвно загружают фазы системы и вентили преобразователей. формирующих ступенчатую форму напряжений и снижают КПД системы.Целью изобретения является увеличение КПД за счет улучшения гармонического состава фазных токов и снижения максимальных значений уравнительного тока.Поставленная цель достигается тем, что для создания квазикругового еращающеговигаются е первичного двина 30 эл. мерность К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) КИпцзЫгп Е,А, Нсп рпоз огдег пбпп 1 отогз - Раг 1 1//1 ЕЕЕ Тгапз оп Ровеапб Взт. Чо. РАЯ. И. 1, 1 ап 1983,53.Авторское свидетельство СССРМ 514407, кл, Н 02 М 7/515, 7/72, 1971.Бедфорд Б., Хофт Р, Теория автономныхинверторов,М., 1969.Моин В,С. Стабилизировасторные преобразователи. М. Патент США М 3391323: .кл. 321-5, 1967,Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в статических преобразователях (инверторах), включающих трансформаторы с вращающимся полем, или электрических машинах.Известен способ формирования магнитного поля, близкого к круговому (квази- круговому), для уменьшения пульсаций момента асинхронного двигателя, где формируют две трехфазные системы напряжений ступенчатой Формыинтервал дискретности которых равен 2 к/6 (60), Одноименные фаэные напряжения сд во времени на 30 и подают на двные.трехфазные обмотки асинхрон ,гателя, сдвинутые в пространствеград, При этом снижается неравно ения: ертодве итнова (6) ы выеней овый и нанный внымся магнитного поля формируют две трехфазные ступенчатые системы напряжений с числом ступеней и, по крайней мере равным шести, сдвигают их во времени на интервал, не кратный длительности ступеней, и подают на трехфазные обмотки электромагнитного или электромеханического устройства с общим магнитопроводом, фазы которого сдвигают в пространстве на угол, соответствующий временному сдвигу фазных напряжений, причем формируют трехфазные ступенчатые напряжения е числом ступеней на периоде и, большим шести, а упомянутый сдвиг одноименных фазных напряжений устанавливают равным л/п(2 К . 1), где К - целое число.Таким образом, отличительными признаками предложения являются следующие: формируют трехфазные ступенчатые напряжения с числом ступеней на периоде, большим шести; устанавливают сдвиг одноименных фазных напряжений (и, как следствие, соответствующий сдвиг в пространстве одноименных фаз обмоток электромагнитного устройства), равным л/и (2 К - 1), где К - целое число,В предложенном способе сдвиг одноименных фазных напряжений может быть установлен не только л/и (или близкий к нему, как в известных способах), но и в нечетное число (2 К - 1) раз больший, при соответствующем сдвиге (на такое же число электрических градусов) одноименных фаз обмоток в пространстве. При этом сохраняются условия создания вращающегося магнитного поля, близкого к круговому, и достигается положительный эффект,В качестве примера конкретного выполнения приведен способ управления статическим преобразователем на базе, трансформатора с вращающимся магнитным полем и напряжениями на первичной обмотке, имеющими 12 ступеней на периоде.На фиг.1 приведена структурная схема статического преобразователя; на фиг,2 - временные диаграммы фазных напряжений, ЭДС и токов.Статический преобразователь состоит из двух трехфазных инверторных ячеек 1 и 2, соединенных с источником постоянного тока 3, имеющего, например, нулевую шину, Трехфазные выходы инверторных ячеек соединены с трехфазными первичными обмотками 4,5 трансформатора 6 с цилиндрическим сердечником, в котором образуется вращающееся магнитное поле. К выходкой вторичной обмотке 7 подключается нагрузка переменного тока.510 20 25 предложенного (б) способов, Од - напряжение источника постоянного тока,30 В прототипе с помощью трехфазных мо 35 40 45 50 55 Статический преобразователь работает следующим образом,Инверторные ячейки 1 и 2 формируют на выходе две симметричные трехфазные системы напряжений ступенчатой формы и = 12, сдвинутые во времени в простейшем случае на 150, Каждое из фазных напряжений может быть сформировано многоступенчатым в форме, близкой к синусоидальной (квазисинусоидальная форма), Для исключения дополнительных трансформаторов. предпочтительны инверторы с бестрансформаторными выходами,в частности полностью бестрансформаторнце инверторы,Одноименные фазы трехфазных обмоток 4 и 5 трансформатора б сдвигают в.пространстве на 15 эл. град. (при двухполюсном трансформаторе - на 15 пространственных градусов).Возможен сдвиг напряжений одноименных фаз на 45,75,105,135, и т.д. градусов, если устанавливают соответствующий пространственный сдвиг одноименных фазных обмоток (т,е, на л/и (2 К - 1..На фиг.2 показаны временные диаграммы напряжений и токов для известного (а) и стовых инверторов формируют 6-ти ступенчатую за период форму фазного напряжения Оф на обмотках 5,6. Для получения ЭДС, имеющей 12 ступеней, формируют две трехфазнь 1 е системы б-ти ступенчатых напряжений, сдвинутых во времени на 300, при 30-ти градусном сдвиге обмоток 5,6, При этом форма ЭДС, наведенной в фазах электромагнитного устройства, значительно отличается от формы напряжения.Это вызывает в фазах значительные уравнительные токи у, максимальное значение которых зависит от разности ЬО = Оф - (-ф) активного сопротивления Яф и индуктивностейоф рассеяния фаз, у = ЛО/(р/оф+ Яф),Уравнительный ток возникает в предложенном решении, так как напряжение имеет ступенчатую форму и не совпадает с формой ЭДС, Однако ЬО = Оф + ф (см, фиг.2,б) в предложении при 24-.ступенчатой форме ЭДС и 12-ступенчатой форме напряжения значительно меньше, чем в прототипе. К тому же. при увеличении частоты ЬО уменьшаются длительности ее ступеней и уравнительный ток не успевает значительно вырасти, Поэтому максимальные и действующие значения уравнительного тока существенно уменьшаются,Так как фазные токи первичных обмоток трансформатора представляют собой сумму намагничивающего, уравнительного токов и тока нагрузки, снижаются максимальные и действующие значения фазных токов первичных обмоток трансформатора и вентильных преобразователей, что приводит к уменьшению потерь в вентилях и первичных обмотках и увеличению КПД системы. При этом равномерность вращения магнитного поля повышается, что приводит к улучшению формы напряжения на выходной обмотке трансформатора с вращающимся полем или уменьшению пульсаций момента в электрическом двигателе переменноготока.Формула изобретения Способ формирования кваэикругового магнитного поля, в соответствии с которым формируют две трехфазные системы ступенчатых напряжений с числом ступеней на периоде и, по крайней мере равным шести, сдвигают их во времени на интервал, не 5 кратный длительности ступеней, и подаютна две трехфаэные обмотки электромагнитного или электромеханического устройства с общим магнитопроводом, причем фазы обмоток сдвигают в пространстве на угол, со ответствующий временному сдвигу фазныхнапряжений, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД системы преобразования, реализующей способ, формируют трехфазные ступенчатые напряжения с чис лом ступеней на периоде и; большим шести,а упомянутый сдвиг одноименных фазных напряжений устанавливают равным л/и (2 К) де К - целое число.1741242 Составитель П,Грачев Техред М. Моргентал рректор О.Кравцова Редактор В,Заказ 2091 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г 113035, Москва, Ж-ЗБ, Рауаская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10