Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное (его варианты)

.80.11) 517 А 14 зсюН 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ фиг 1;, - .Л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1, Бамдас А.М; и др. Статические электромагнитные преобразователи частоты и числа фаз. М., Госэнергоиздат, 1961, с. 109-112, 137.2. Адаменко А.И. и др . Преобразование однофазного тока в трехфазный Киев, "Техника", 1971, с. 158.(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОДНОФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) 1, Преобразователь однофаэного напряжения в трехфаэное, содержащий два входных вывода, являющихся общими с соответствующими первым и вторым выходными выводами, третий выходной вывод, автотрансформатор с повышающим, промежуточным и понижающим выводами и конденсатор, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения установленной мощности, в нее введены дифференциальный трансформатор с двумя первичными и одной вторичной обмотками и резистор, при" чем конденсатор включен между первым входным выводом и через первую первичную обмотку дифференциального трансформатора с промежуточным выводом автотрансформатора повышающий вывод которого через вторую первичную обмотку дифференциального трансформатора соединен с третьим выходным выводом, а его понижающий вывод- щ с вторым выходным выводом, параплельно вторичной обмотке диффереициалж ого трансформатора подключен указательный резистор.2. Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное, содержащий два входных вывода, являющихся общими с соответствующими первым и вторым выходными выводами, третий выходной вывод, автотрансформатор с повышающим, про;ежуточным и понижающим выводами и конденсатор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения установленной мощности, автотрансформатор снабжен обмоткой подмагничивания, расположенной на крайних стержнях его трехстержневого магнитопровода, а его основная обмотка с указанными выводами расположена на всех трех стержнях, дополнительно введены дифференциальный трансформатор с двумя первичными 178и одной вторичной обмотками, мостовойвыпрямитель, вход которого подключенвторичной обмотке дифференциально-го трансформатора, а выход через дополнительно введенный резистор - к обмотке подмагничивания автотрансформатора, причем конденсатор включен между первым выходным выводом и черезпервую обмотку дифференциальноготрансформатора, промежуточным выводом автотрансформатораповышающийвывод которого через вторую первичную обмотку дифференциального трансформатора соединен с третьимвыходным выводом, а его понижающий вывод - с вторым выходным выводом.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например при ремонте железной дороги или в качестве вспомогательного оборудования на электропоездах пе ременного тока.Известен преобразователь однофазного тока в трехфазный с двумя пассивными элементами (дроссель и конденсатор), включенными последователь но между двумя выводами однофазной линии, причем к среднему выводу этих элементов подсоединена третья фазанагрузки 1 1Недостаток известного устройства 15 состоит в том, что с уменьшением нагрузки (относительно выбранной расчетной) значительно увеличивается коэффициент асимметрии токов. Кроме того, возможны большие напряжения 20 и токи в дросселе и конденсаторе, вызванные резонансом напряжений в слу. чае отключения всей нагрузки или обрыва третьей фазы. Автоматическое регулирование этого устройства отно сительно сложно, поскольку требует двух дросселей с подмагничиванием.Наиболее близким к изобретению является преобразователь однофазного напряжения в трехфазное, содержащий 30 два входных вывода, являющихся общими с соответствующими первым и вторым выходным выводами, третий вы-, ходной вывод, автотрансформатор с по 1выщающим, промежуточным и понижающимвыводами и конденсатор 2 .Недостаток известного устройства , состоит в том, что требуемая установленная мощность автотрансформатора относительно большая - больше мощности всей нагрузки, несмотря на то, что две фазы нагрузки получают энергию непосредственно от однофазной линии.Целью изобретения является уменьшение установленной мощности.Эта цель достигается тем, что согласно первому варианту в преобразователь однофазного напряжения в трехфазное, содержащий два входных вы 1 вода, являющихся общими с соответствующими первым и вторым выходными выводами, третий выходной вывод, авто- трансформатор с повышающим, промежуточным и понижающим выводами и конденсатор, введены дифференциальный трансформатор с двумя первичными и одной вторичной обмотками и резистор, причем конденсатор включен между первым входнбщ выводом и через первую первичную обмотку дифференциального трансформатора с промежуточным выводом автотрансформатора повышающий вывод которого, через вторую первичную обмотку дифференциального трансформатора соединен с третьим выходным выводом, а его понижающий вывод - с вторым выходным выводом,3 1115 параллельно вторичной обмотке дифференциального трансформатора подключен укаэанный резистор.Согласно второму варианту авто- трансформатор снабжен обмоткой подмагничивания, расположенной на крайних стержнях его трехстержнево-. го магнитопровода, а его основная обмотка с указанными выводами расположена на всех трех стержнях, в 10 устройство дополнительно введены дифференциальный трансформатор с двумя первичными и одной вторичной обмотками, мостовой выпрямитель вход которого подключен к вторичной обмотке дифференциального трансформатора, а выход через дополнительно введенный резистор - к обмотке подмагничивания автотрансформатора, причем конденсатор включен между первым выходным и, 10 через первую обмотку дифференциального трансформатора, промежуточным выводом автотрансформатора, повышающий вывод которого через вторую первичную обмотку дифференциального трансфор матора соединен с третьим выходным выводом, а его понижающий вывод - с вторым выходным выводом.На фиг. 1 дана принципиальная схема для первого варианта устройства; на фиг. 2 - то же, для второго варианта устройства; на фиг. 3 - векторная диаграмма, относящаяся к обоим вариантам.Устройство имеет входные выводы 135 и 2, являющиеся общими с соответствующими первым и вторым выходными выводами. Автотрансформатор 3, подсоединенный своим понижающим выводом к выводу 2 "Вход-выход", имеет ближайший промежуточный вывод 4 и по вышающий вывод 5. Между выводом 4 автотрансформатора и выводом 1 (" Вход- выход") подключен конденсатор 6, а к повышающему выводу 5 подсоединен третий вывод 7 для соответствующей фазы нагрузки 8. Дополнительно введенный дифференциальный трансформацор 9 имеет две первичные обмотки, подсоединенные с одинаковой поляр 50 ностью одна меяду выводом 4 и конденсатор 6, а другая - между выводом 5 автотрансформатора 3 и выводом 7 для подключения третьей фазы нагрузки 8. К вторичной обмотке трансформатора 9 подсоединен резистор 10.В устройстве по второму варианту (фиг. 2) к вторичной обмотке дифференциального трансформатора 9 подсоединен выпрямитель 11, к которому подключена обмотка 12 подмагничивания автотрансформатора 3. Это подсоединение выполнено через резистор 13, параллельно части которого подсоединен стабилитрон 14. Обмотка 12 подмагничивания расположена на крайних стержнях трехстержневого автотрансформатора 3, а его основная обмотка размещена на всех трех стержнях.Устройство по первому варианту работает следчощим образом./фазы 1 и 2 нагрузки 8 преобладающую часть энергии получают непосредственно от выводов 1 и 2 питающейоднофаэной линии. Входная частьавтотрансформатора 3 (между выводами 2 и 4) последовательно с конденсатором 6 также подсоединена к выводам 1 и 2 однофаэной линии, причем автотрансформатор передает входную мощность в третью фазу нагрузки. В известном устройстве автотрансформатор воспринимает энергию непосредственно от однофаэной линии, передавая ее в конденсатор и в третью фазу нагрузки, вследствие чего требуется установленная мощность автотрансформатора значительно больше, чем впредложенном устройстве.Ток нагрузки третьей фазы в первичных обмотках дифференциального трансформатора 9 создает взаимно компенсирующиеся ампервитки и следует учитывать только ампервитки, вызванные током намагничивания автотрансформатора 3, который в нормальном режиме составляет 5-102 от номинального тока, поэтому в нормальном режиме можно пренебречь падением напряжения на вторичной обмотке трансформа,тора 9. Предположим, что на нагрузке установились трехфазные симметричные напряжения и потенциалы выводов 1, 2, 4 и 7 приняли показанные на векторной диаграмме значения (фиг. 3), тогда под влиянием напряжения 0 через конденсатор 6 протекает ток 1 опережающий 0, по фазе на 90 . Во входной части автотрансформатора 3 от вывода 4 к выводу 2 также протекает ток 1, а на выходе от вывода 2 к вы.воду 5 и далее к выводу 7 третьей фа- зы нагрузки 8 - вдвое меньший ток 1, отстающий по фазе от фаэного напряже.ния Юна,30 . Поскольку фазные на- , пряженйя симметричны, а фазные со,противления нагрузки одинаковы, то в фазах 1 и 2 токи симметричны относительно тока в третьей Фазе, т.е. 5 коэффициент асимметрии токов равен нулю. Расчеты с помощью векторной диаграммы (фиг, 3) показывают, что в 1 О предложенном устройстве требуется в два раза меньшая установленная мощность автотрансформатора, чем в известном устройстве, а установленная .мощность конденсатора у них одинако ва.Когда происходит отключение нагрузки или случайный обрыв ее третьей фазы, в устройстве по фиг, 1 авто- трансформатор 3 остается без нагруз ки и начинается феррорезонанс напряжений в цепи автотрансформатор 3 - конденсатор 6. При этом значительно возрастает ток намагничивания авто- трансформатора 3 и соответственно 25 растет напряжение на вторичной обмот ке дифференциального трансформатора 9, который автоматически заметно вводит в феррорезонансную цепь резистор 10. Сопротивление резистора 10 выбирает- ЗО ся так, чтобы в должной мере ограничить напряжения и токи в феррорезонансной цепи, причем учитывается также ограничивающее действие всех активных сопротивлений в устройстве. Если автоматический ввод резистора 10 в феррорезонансную цепь происходит из-за очень сильного уменьшения активной нагрузки, то восстановление активной нагрузки вызывает сниже О ние напряжения на входе автотрансформатора 3, которое сопровождается существенным уменьшением тока намагничивания автотраисформатора и, следовательно, резистор 10 снова не обте кается заметным током.с Установленная мощность дифференциацьного трансформатора 9 не, более253 от мощности автотрансформатора3, а суммарная установленная трансформаторная мощность в предложенном устройстве не более 637 от мощности ав-тотрансформатора в известном устройстве.Устройство по второму вариантуработает следующим образом,В режиме начавшегося феррорезонанса напряжений в цепи автотрансформатор 3 - конденсатор 6 растет напряжение на вторичной обмотке дифференциального трансформатора 9, вследствиечего происходит подмагничивание автотрансформатора 3, вызывающее значипельное уменьшение тока при переходечерез резонанс, а также уменьшение тока, при котором после перехода черезрезонанс наступает равновесие между, напряжением однофазной питающей линиии падением напряжения на элементахферрорезонансной цепи. Уменьшениетока значительно снижает повышениенапряжения на конденсаторе 6. Стабилитрон 14 дополнительно уменьшаетподмагничивание автотрансформатора3 в режиме нормальной работы, когдатакже мало напряжени на вторичнойобмотке дифференциального трансформатора 9.В устройстве по второму вариантупо сравнению с первым вариантом установленная мощность дифференциального трансформатора 9 значительноменьше, а эквивалентная установленная мощность автотрансформатора 3немного больше из-за наличия обмотки12 подмагничивания,Таким образом, у каждого из предложенньм вариантов преобразователясуммарная установленная трансформаторная мощность 50-637 от мощностиавтотрансформатора в известном устройстве.1115178 Составитель Л. Устинкинактор И. Николайчук Техред Т, Дубинчак Корректо рня диско у Де иал ППП"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 6787/41 Ти ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035, Иосква, Ж-З