Фазовращающее устройство

)5 Н 02 М 5/1 ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ С а 8 А 7(71) Ленинградский институт авиационного приборостроения(72) О,А.Дерин, А.А,Мартынов и В.А.Иванов (56) Костенко М.П., Пиотровский Л,М.Электрические машины. МЭнергия, 1969, часть 1.Авторское свидетельство СССР М 562873, кл. Н 01 Г 29/14, 1979.Авторское свидетельство СССР ЬЬ 524234, кл. Н 01 Е 29/14, 1979.(54) ФАЗОВРАЩАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Использование: изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электропитания, индукционных регуляторах, испытательных стендах. Сущность изобретения: фазовращающее устройство осуществляет управляемый фазовый сдвиг выходного трехфазного напряжения относительно входного, что достигается шунтированием части зубцов трансформатора с вращающимся магнитным полем 1 обмотками управления 4 с ключами переменного тока 5, Состояние ключей переменного тока 5, соответствующее требуемому фазовому сдвигу, задается блоком управления 6. Круговое вращающееся магнитное поле искажается, распределение магнитных потоков в магнйтопроводе изменяется, благодаря чему ЭДС вторичной обмотки сдвигается по фазе, фазовый сдвиг выходного напряжения соответствует требуемому фазовому сдвигу, 4 з.п. ф-лы, 3 ил.АИзобретение относится к области электротехники и может быть использовано всистемах электропитания, индукционных регуляторах, испытательных стендах,Цель изобретения - упрощение управления фаэовым сдвигом, что позволяет использовать фазовращающее устройство в качестве индукционного регулятора, в лабораторном и испытательнЬм оборудовании, всистемах управления синфазнцми синхронными приводами и других устройствах.На фиг,1 приведена структурная схемафазовращающего устройства; на фиг,2 -принципиальная схема фазоврвщающегоустройства; на фиг.З - магнитопроводтрансформатора с вращающимся полем.Фазовращающев устройство состоит из трансформатора 1 с вращекицимея магнитным полем, имеющего первичиуа 2 и вторичную 3 трехфазные обмотки, подключенные соответственно к входйым и выходным выводам, обмоток управления 4, ключей переменного тока 5 и блока управления 6. К каждой обмотке управления 4 подключен ключ переменного тока 5. Выходы блока управления 6 подключеиы к управляющим входам ключей переменноготока.Первичная 2 и вторичная Э обмотки вы 10 полнены простыми петлевыми или простыми волновыми, т,е. состоят из секций, Зовключенных последовательно, и сдвинутыдруг относительно друга на магнитопроеодена к/3 рад,Ключевые обмотки 4 состоят из групптрехфазных обмоток, включенных в треугольник. Каждая обмотка намотана иа одном из зубцов трансформатора 1 свращающимся магнитным полем. Обмоткиуправления намотаны только иа тех зубцах,шунтирование которых приводит к сущест" 40венным фазовым сдвигам. На прочих зубцахключевые обмотки отсутствуют.Ключ 5 состоит из выпрямителя на диодах 5.15.6, ключевого транзистора 5.7, базовый переход которого шунтирован 45балластным резистором 5.8, транзистора5,10, усиливающего сигнал по току, ограничительного резистора 5,9 и входного резисторного делителя 5,11, 5,12,Блок управления 6 состоит из микросхемы ПЗУ 6,1, осуществляющей. перекодировку входного цифрового кода фазовогосдвига в сигналы управления ключей 5, иинвертора 6,2, умоцняющего выходныеуровни микросхемь, ПЗУ 6.1. 55Фазовращающее устройство работаетследующим образом,Когда код сдвига фаэ вторичной обмотки 3, поступающий на вход блока управления 6, соответствует нулевому сдвигу фаз,трехфазное входное напряжение прикладывается к первичной обмотке 2 и наводит в сердечнике трансформатора 1 круговое вращающееся поле, наводящее во вторичной трехфазной обмотке 3 ЭДС без фазового сдвига. Код нулевого сдвига поступает на вход микросхемы ПЗУ 6.1, запрограммированной таким образом, что на ее выходах устанавливаются высокие уровни, на выходах инвертора 6.2 устанавливаются низкие уровни, транзисторы 5.7 и 5.10 закрыты, ключи 5 разомкнуты, ток через обмотки управления 4 не протекает, они не оказывают влияния на магнитное поле трансформатора 1.Когда код сдвига фаз вторичной обмотки 3 соответствует ненулевому сдвигу Фаз, трехфазное входное напряжение прикладывается к первичной обмотке 2 и наводит в сердечнике трансформатора 1 вращающееся магнитное поле. Код сдвига поступает на микросхемы ПЗУ 6.1, на ее выходах устанавливаются низкие и высокие уровни, которые через инвертор 6.2 поступают на управляющие входы ключей 5. Если на управляющем входе ключа 5 установился низкий уровень, то соответственно рассмотренному выше случа, обмотка управления 4 не ока.зываетвлияние на магнитное поле трансформатора 1. Если не управляющем входе ключа 5 установился высокий уровень, то открывает-. ся транзистор 5,10. Открытый транзистор.5.16 отпирает транзистор 5.7, который шунтмрует выход выпрямителя 5.15.6 и, следовательно, обмотку управления 4, Короткозамкнутые обмотки управления 4 повышают магнитное сопротивление тех зубцов трансформатора 1, на которых они намотаны, форма вращающегося магнитного поля искажается. Короткоэамкнутые обмотки управления 4 шунтируют секции вторичной обмотки 2, расположенные на этих зубцах, благодаря чему из суммарной ЗДС вторичной обмотки 2, измеренной до замыкания ключей, вычитается ЗДС шунтированной секции вторичной обмотки 2. Так как в трансформаторе с вращающимся магнитным полем 1 ЭДС каждой секции имеет разные фазы, то вычитание ЗДС из суммарной ЭДС вторичной обмотки 2 приведет к изменению фазы последней, причем величина и знак изменения зависит как от фазы ЭДС шунтированной секции, т.е, номера зубца, на котором намотана секция, так и; количества, одновременно шунтированных ЭДС секций вторичной обмотки 2, Снижения амплитуды суммарной ЭДС вторичной обмотки 2 при замыкании ключей не происходит, так как при этом шунтируются также ЗДС секции первичной обмотки 1, что приводит к перераспределению ЭДС шунтированных секций первичной обмотки 1 на остальные ЭДС секции этой обмотки, Рост ЭДС незашунтированных секций первичной обмотки 1 приводит к росту ЭДС незашунтированных секций вторичной обмотки 2, что компенсирует снижение ее ЭДС.Таким образом, происходит фазовый сдвиг ЭДС вторичной трехфазной обмотки 2 относительно первичной трехфазной обмотки 1, величина и знак которого определяется кодом, поступающим на вход блока управления 6,Принципиальной схеме, изображенной на фиг,2, соответствует трансформатор 1 с вращающимся магнитным полем; состоящий иэ магнитопровода с 24 зубцами, изображенного на фиг.3, первичной трехфазной обмотки 2, являющейся распределенной простой петлевой или волновой, выполненной таким образом, что фазовый сдвиг магнитного поля на каждом зубце равен пространственному геометрическому углу этого зубца, вторичной обмотки 3, являющейся распределенной простой петлевой. Формула изобретения 1, Фазовращающееся устройство, содержащее трансформатор с вращающимся магнитным полем в виде кольцевого магнитопровода из наружного кольцевого магни- С 8 А топровода и внутреннего магнитопровода, кроме того, первичная и вторичная трехфазные обмотки, связанные с входными и выходными выводами соответственно и 5 размещенные в пазах магнитопровода, о т л ич а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения управления фазовым сдвигом, введены обмотки управления, каждая из которых намотана на одном из зубцов магнитопровода и зашунти рована введенным ключом переменного тока,блок управления, выходами соединенный с управляющими входами соответствующих ключей переменного тока. 15 2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что первичная и вторичная трехфаэныеобмотки выполнены простыми петлевымиили простыми волновыми,3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е 20 с я тем, что первичная и вторичная трехфазные обмотки сдвинуты одна относительнодругой на магнитопровод на 4/3 рад,4. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что обмотки управления выполнены25 в виде групп трехфазных обмоток, включенных в треугольник.5. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что ключ переменного тока выполнен в виде выпрямителя, выход постоянного30 тока, которого зашунтирован ключом,1805533 оставитель О,Дерин хред М.Моргентал Корректор М,Самборска дакто аказ 946 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти113035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/5 КНТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101