Многофазный статический преобразователь формы переменного напряжения

(51) 4 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИС ИЗОБРЕТЕ ТОРСКОЮУ С Гущин А.В,ристорный преобсинусоидальнымм. - Тезисы: докнаучно-техничесб: Проблемытехники, ч.3.1983, с. 65-6 нов И.В. Н.А, Ти астоты с Б Ссори зов 45техническ выходн ой апряжени сесоюзно ренции. ательной о АН УСС об ев грядцквчик раз изд оретическиеМ,: Высшая о 59280,Р 13/18,ьство СССР7/537,ьство СССР 5/16, 1982 ьство СССР 5/16, 1979(54) МНОГОФАЗНЬ 1 И СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОРАЗОВАТЕЛЬ ФОРМЫ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к област электротехники и может быть использовано в качестве устройства для ос лабления гармоник переменного тока, Цель изобретения - снижение массога баритных показателей и улучшение ка честна выходного напряжения. Устрой ство содержит пространственную магнитную систему из стержней 1-9 и1275698 ярм 10 и 11. На стержнях расположены катушки 12-20 первичной обмотки, соединенной в звезду, и катушки. 21- 25 вторичной обмотки, соединенной в звезду. Количество витков катушек вторичной обмотки выбрано в соотношении 0,395:0,742:1:0,742:0,395. Катушки первичной обмотки, ЭДС котоф рых сдвинуты во времени на 160, расположены на смежных стержнях. Указанное расположение катушек первичной обмотки позволяет образовать каждую фазу выходной обмотки последовательным соединением катушек, расположенИзобретение относится к электротехнике, а именно к статическим устройствам трансформаторного типа, служащим для преобразования симметричной многофазной системы ЭДС несинусоидальной формы в симметричную трехФазную систему синусоидальных ЭДС той же частоты,и может быть использовано например в качестве устройст10 ва для ослабления гармоник переменного тока у трансформаторов, генераторов, автономных инверторов и преобразователей частоты. Цель изобретения - снижение массо - 15 габаритных показателей и улучшение качества выходного напряжения. На Фиг1 представлена магнитная система многофазного статического20 преобразователя формы переменного напряжения вместе с расположенными на стержнях катушками первичной и вторичной обмоток, каждая из которых25 соединена в звезду; на фиг2 - временная диаграмма фазных ЭДС Рр, Р, Р, первичной девятифазной вобмотки, форма которых, например, прямоугольная; на фиг.3 - Формирование ЭДС Фазы, а также форма линейного ЗО напряжения выходной трехфазной обмотки в "равнении с синусоидальной, которая изображена штриховой линией; на Фиг.4 - звезда стержневых магнитных потоковР Р,Р и маг ных на следующих друг за другом пятистержнях. При этом в каждой фазе всекатушки с одинаковым числом витковрасположены симметрично относительновертикальной оси магнитной системы.Это обеспечивает полную компенсациюгармоник порядка ниже семнадцатой иулучшает симметрию выходных ЭДСКроме того, снижается результирующиймагнитный поток, проходящий черезучастки ярм между двумя смежнымистержнями, что позволяет почти в двараза уменьшить сечения ярм по сравнению с сечением стержней. 4 ил. нитных потоков участков ярм Р Р ,Р первой гармоники.язМногофазный статический преобразователь формы переменного напряжения содержит замкнутый магнитопровод, состоящий из девяти стержней 1-9 и двух ярм 10 и 11, первичную девятифазную обмотку с катушками 12 - 20 и вторичную трехфазную обмотку, каждая фаза которой образована последовательным соединением катушек 21 25, Катушка Фазы А первичной обмотки 12 расположена на стержне 1, катушка Фазы Г первичной обмотки 13, ЭДС которой сдвинута по отношению к ЭДС фазы А на 160, расположена на стержне 2, катушка фазы 1 первичной обмотки 14, ЭДС которой сдвинута по отноше" нию к ЭДС Фазына 160 , расположена на стержне 3 и т.д., катушка Фазы 1 первичной обмотки 20,ЭДС которой сдвинута по отношению к ЭДС фазы Ь на 160 , расположена на стержне 9.Устройство работает следующим образом.При присоединении каждой фазы первичной обмотки к девятифазному источнику несинусоидальных ЭДС в замкнутом магнитопроводе создается равномерно распределенное по стержням магнитное поле, содержащее в общем случае весь спектр нечетных гармоник. Под действием этого поля в каждой катушке фазы выходной обмотки наведутся трансформаторные ЭДС всехнечетных гармоник. Причем за счет строгой симметрии магнитоп 15 овода .указанные ЭДС пропорциональны расчетному числу витков указанных катушек. При соотношении чисел витков катушек каждой фазы вторичной обмоткиЧ Л :Ч :У :И21 2 Я 23 ЯМ 250,395:0,742:1:0,742.0,395и соответственном соотношении индуктированных в них ЭДС В Р , Ге, е (фиг.З), а также указанномсоединении катушек, на выходных зажимах устройства будет действоватьЭДС первой гармоники, и гармоникиряда 1= 2 КЕ + 1, где 1 - порядокгармоники; Е = 9 - число стержнеймагнитопровода; К = 1, 2, 3,ЭДС остальных гармоник, наиболее выраженных в фазном напряжении первичной обмотки, подавляются во вторичной обмотке компенсационным методом,при этом форма линейных ЭДС вторичной обмотки близка к синусоиде(фиг.З),Расположение катушек каждой фазы первичной обмотки, ЭДГ которых сдвинуты во времени на 160 , на смежных стержнях позволяет образовать каждую фазу выходной обмотки последовательным соединением катушек, расположенньх на следующих друг за другом пяти стержнях (фиг.1), причем в каждой фазе все катушки, содержащие одинаковые числа витков, расположены симметрично относительно вертикальной оси магнитопровода, следовательно, находятся в одинаковых магнитных условиях, чем достигается полная компенсация гармоник порядка ниже 17-й и улучшается симметрия выходных ЭДС, а также снизить результирующий поток, проходящий черезучастки ярм между двумя смежнымистержнями, так как в этом случае потоки наиболее выраженных первых гармоник участков ярм У,Р будут составлять 0,508 от потоЧ 1ков стержнейср Ра,,Рз (фиг.4),что позволяет почти в два раза уменьшить сечения ярм по сравнению с сечением стержней, а значит одновременносо снижением габаритов снизить массуустройства.Работа устройства возможна при пи 15 танин первичной обмотки симметричными несинусоидальными ЭДС различнойформы, в том числе прямоугольной,треугольной, трапецеидальной и т,пт.е. любой формы, которая при разло 20 жении в ряд Фурье содержит преимущественно нечетные гармоники.Формула изобретения25Многофазный статический преобразователь формы переменного напряжения,содержащий пространственную магнитнуюсистему с расположенными на ее стержнях катушками первичной девятифазной 30 обмотки, соединенной в звезду, каждаяфаза которой состоит из одной катушки, и вторичной трехфазной обмотки,соединенной в звезду, каждая фаза которой состоит из соединенных последоЗ 5 вательно пяти катушек с соотношениемчисел витков 0,395:0,742:1:0,742::0,395, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью снижения массогабаритныхпоказателей и улучшения качества вы ходного напряжения, катушки первичной обмотки, ЭДС которых сдвинуты воовремени на 160 , расположены на смехных стержнях.1275698 Составитель Л.Устинкина Техред А,Кравчук Корректор В,Синицкая Редактор А.Шандор Заказ 6578/54 Тирак 631 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытийе и б 4 5