Однофазный одномашинный преобразователь частоты

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУСоюз Советских Социалнстических Республнк(22) Заявлено 261079 (21) 2833689/24-07с присоединением заявки Нов(51)М. К . Н 02 К 47/24 Госуааретвеиимй комитет СССР ие делам изобретеиий и открытий4 ) ОДИОфАЗИЫИ ОДИОИАШИИИЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ я тем приле числа зе на к дру раэоватеную пус н о ичноа фиг.и рото. У т статоконтакков 11ния 13вигар полюго созмещеР = 4 чисЭиэ катушек,мосты Апомощьюю цепочку,1Изобретение относится к однофаэным одномашинным преобразователям частоты, преобразующим однофазный ток одной частоты в однофазный ток другой частоты, у которых двигательные и генераторные обмотки расположены в общей магнитной системе.Известны однофазные преоб л частоты, требующие отдель к вую обмотку 11.Однако это усложняет конструкцню, уменьшает использование активных материалов.Известен также однофазный орГоЬИ- шинный преобразователь частоты, у которого обмотка тройного совмещения ротора выполняет функции короткозамкнутой обмотки, генераторной обмотки и,обмотки возбуждения, выполнена в виде четырех четырехплечих мостов имеет однофаэные выходы на Р, Р 2 и Р 9 числа пар полюсов, причем однофазный выход Р 2 числа пар полюсов соединен через выпрямитель с однофазным выходом Р числа пар полюсов 21 .Однако возбуждение обмотки ротора через выпрямители от однофаэного выхо да приводит к увеличению добавОчных потерь в железе преобразователя, вызванных пульсациями напряжения на выходе выпрямителя, и, следовател к снижению КПД преобразователя. Цель изобретения - ув .личени преобразователя. Поставленная цель достигаетс что катушки одной пары мостов,гающих к разным зажимам выхода пар полюсов Р, смещенные по фа 90 эл.град. относительно катуше гой пары мостов. На фиг. 1 представлен схемат предлагаемый преобразователь 1 н 2 - расположение катушек обмотк ра тройного электрического совм ния с числом пар полюсов Р = 1 Р = 2, Р = 4, уложенной в шес цать пазов. Преобразователь состоит иэ ра 1, ротора 2, переключающих 2 О тов 3 - 10, выпрямительных бло и 12, регулирующего сопротивле Статор состоит, иэ входной д тельной обмотки 14 с числом па сов Р 4 = 1, питаемой частотой Ф = 50 Гцу обмотки тройно,ния 15 на Р = 1, Р = 2,ла пар полюсов, состоящей образующих четйрехплечие ЬВ, Г, соединенные с 30 контактов 3 в : 6 в замкнутуа в пусковом режиме соединяемых с помощью контактов 7 - 9 в разомкнутую цепочку с образованием свободных за жимов 16 и 17, подключаемых на период пуска к зажимам 18 и 19 двигательной обмотки 14.К зажимам 20 и 21 обмотки 15 через выпрямительный блок 11,.регулирующее сопротивление 13 и контакт 10 от зажимов 18 и 19 подводится выпрямленное напряжение.Обмотка 15 по зажимам 16 и 22, 17 и 23, 24 и 25, 26 и 27 образует однофаэный вход на РА = 1 числа пар полюсов и выполняет функцию пусковой обмотки. на период пуска, по зажимам 20 и 21 образуют однофазный вход на 5 Р 9 = 4 числа пар полюсов и выполняет функцию обмотки возбуждения, по зажимам 28 и 29 образует однофазный выход на Р, = 2 числа пар полюсов и выполняет функцию генераторной обмотки, щ Сопротивление 13 служит для регулирования тока возбуждения магнитного поля статора с числом пар полюсов РЗ =4.На роторе 2 размещена обмотка тройного совмещения 30, состоящая иэ катушек, соединенных в четырехплечие мосты А , Б г, В , Г, соединенные в замкнутую цепочку.Зажимы 31 - 38 образуют однофазовый выход на Р = 1 числа пар полюсов и замкнуты накоротко, образуя че- ЗО тыре короткоэамкнутых контура, выполняющих функцию короткозамкнутой обмотки. Обмотка 30 по зажимам 39 и 40 образует двухфазный выход на РЗ = 4 ф числа пар полюсови выполняет Функцию 35 генераторной обмотки, питающей через выпрямители 12 зажимы 41 и 42, а по зажимам 41 и 42 однофазный вход на Рг = 2 числа пар полюсов и выполняет функцию обмотки возбуждения. 40 Обмотка тройного совмещения ротора выполнена из катушек 43 - 50, соединенных по структурной схеме (фиг. 1). Катушки ротора имеют шаг Ут = б. Каж дая иэ катушек имеет начало Н и ко" нец К. Начала Н и концы К представляются в виде Ни Кк. Первые индексы 1 с: 1, 2, й т,д. при обозначениях начал Н и концов К указывают на при- щ надлежность зажима к катушке при расположении катушек по порядку о окружности якоря, Вторые индексы ) = 1,2, и т,д,. указывают на принадлежность зажима к катушке при расположении катушек по порядку по высоте паза, т.е. по слоям, Катушки, имеющие различную глубину залегания в пазах и уложенные в одних и тех же пазах, обозначены одинаковыми первыми Индексами. Катушки моста А г смещены от носительно катушек смежного моста Бг на 90 эл. град, Катушки моста В смегщены относительно катушек смежного моста Гг на 90 эл.град. Начала мостов А; и Гобразуют зажим 39 выхода 45 Р 3 числа пар полюсов. Начала мостовБ и Вг образуют зажим 40 выхода Р3числа пар полюсов. Концы мостов Аги Бг образуют зажим 41 выхода Р числа пар полюсов. Концы мостов В и Гобо разуют зажим 42 выхода Р числапаар полюсов, Сплошными стрелками2показаны токи, создающие поле счислом пар полюсов Р = 1, штриховыми стрелками показаны токи, создаю"щие магнитное поле с числом пар полюсов Р = 2, пунктирными стрелкамипоказаны токи, создающие магнитноеЬоле с числом пар полюсов,Р = 4,5 =Питанием обмотки 14 и 15 переменным током частоты 1 = 50 Гц при разомкнутых контактах 3 - б осуществляется запуск преобразователя до скоросГю 60ти о =(1 -)Р Ргде б - скольжение ротора относительно вращающегося поляПосле запуска и размыкания контактов7 - 9 преобразователь работает какобычный однофазный асинхронный двигатель, После отключения обмотки 15 отсети включаются контакты 3 - б и 10/тем самым подается выпрямленное напряжение на зажимы 20 и 21. Таким образом, обмотка 15 статора обтекаетсявыпрямленным током, возбуждающим неподвижное относительно статора магнитное поле с числом пар полюсовРэ = 4, наводящее в обмотке ротораЭДС, частотыЯЗ . ".р60ЭДС частоты 1 200 Гц с зажимов39 и 40 обмотки 30 ротора 2 подаетсячерез выпрямитель 12 на зажимы 41 и42 обмотки 30,Под действием выпрямленной ЭДСчастоты 1 по обмотке ротора протекает выпрямленный ток, возбуждающийнеподвижное относительно ротора магнитное поле с числом пар полюсовРг = 2, наводящее в обмотке 15 статора ЭДС частоты ГгРд иР .,пР60ЭДС частоты Г.г 100 Гц выделяется сзажимов 28 и 29 обмотки 15.Когда катушки одной из пар мостовобмотки ротора смещены по фазе на 90эл.град. в магнитном поле с Р числомпар полюсов относительно катушек другой пары мостов, смежных по отношениюзажимов Рчисла пар полюсов, это дает возможность повести к входным зажимам 39 и 40 выпрямителя переменноедвухфазное напряжение и, тем, самым,снизить уровень пульсаций выпрямленного напряжения на выходе выпрямителя 12.Снижение пульсаций на выходе выпрямителя 12 приводит к уменьшениюдобавочных Потерь в железе преобразователя и уменьшению пульсаций в кривойвходного напряжения на зажимах 28 и 29, Снижение добавочных потерь приводит к увеличению КПД преобразователя. Кроме того, указанное смещение катушек позволяет уменьшить число параллельных ветвей и, следовательно, упростить обмотку ротора.формула изобретенияОднофаэный одномашинный преобразователь частоты с двигательными и генераторными обмотками статора, расположенными в общей магнитной системе, с переключающими контактами и выпрямителями, у которого генераторная об з мотка статора состоит иэ катушек, соединенных в четыре четырехплечих мос та, имеющих каждый в отдельности два независимых однофаэных выхода по диагоналям мостов на Р 4 число пар полю сов на одном выходе и на Р, Р 9 число пар полксов на другом вйходе, соединенных концаьщ одноименных выходов с Р , Р числами пар полюсов через переключающие контакты в замкнутую д цепь, имеющую независимые однофазные выходы вдоль цепи поочередно на Р и Р число пар полюсов из выводных концов межмостовых соединениЯ, питаемую через зажимы выхода на РЗ числа пар полюсов и выпрямителя от входных зажимов двигательной обмотки статора на Р числа пар полюсов, сдвинутой в пространстве по окружности статора на 90 эл. Град., соединенную последовательно выходами на Р 4 числа пар полюсов четырехплечих мостов через цереключающие контакты в цепь, подклю-. ченную двумя свободнымч зажимами кзажимам двигательной обмотки, у которого обмотка ротора состоит иэ четырех четырехплечих мостов, имеющихкаждый в отдельности два неэавчсимыходнофаэных выхода по, диагоналям мостов на Р 4 числа пар полюсов на одномвыходе и на Р, Р числа пар полюсояна другом выходе, соединенных концами одноименных вйходов с Р Р 3 числами пар полюсов в замкнутую цепь,имеющую независимые однофаэные выходы вдоль цепи поочередно на Р , Рхф 3числа пар полюсов из выводных концовмежмостовых соединений, имеющую накороткозамкнутые выходы мостов на Рчисло пар полюсов, имеющую соединенные зажимы выхода цепи на Р числопар полюсов с зажимами выхода цепина Р число пар полюсов через выпрямители, о т л и ч а. ю щ и й с я тем,что, с целью повышения КПД преобразователя, катушки одной пары мостов обмотки ротора, принадлежащих .однойполовине замкнутой цепи и прилегающих к разным зажимам выхода числапар полюсов Р , смещены в простран-,стве по окружности статора относительно катушек другой пары мостов, принадлежащих другой половине замкнутойцепи и прилегающих к разным,зажимамвыхода числа пар полюсов Ру на 90 элград аИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент, США 9 4039910,кл: Н 02 К 5/32, 1975.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2 б 44380,кл.Н 02 К 3/28,1978, 858186858186 Фу Юр 63/89 Тйраа 730 ПодписноеВИИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретеииЯ и открытий113035, Москва, 3-35, Рауыская наб д 4/ к игл ППП "Патент", г. Уагород оектная,Составитель А. Кецарис актор Н.Кончицкая Техред А,Корректор Ю. Макаренк