Устройство для преобразования постоянного тока в трехфазный переменный

Устройство для преобразования постоянного тока в трехфазный переменный

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к преобразовательной технике,-а именно к преобразователям постоянного тока в переменный . Целью изобретения является упрощение конструкции и увеличение долговечности работы. Устройство (у) содержит механический инвертор со статором и ротором с. электродами, соединенными с кольцами, и щетки. В зазоре У. помещена электропроводящая жидкость. У дополнительно снабжено механическим .однофазным инвертором (и), на роторе которого размещены кольца, соединенные с полукольцами. На статоре И установлены две пары щеток , одна из которых контактирует с полукольцами и соединена со щетками механического инвертора. Вторая пара щеток контактирует с кольцами дополнительного инвертора и соединена с клеммами источника постоянного тока. Валы роторов механического И и дополнительного соединены редуктором, передаточное отношение которого равно 2. Наличие дополнительного И позволяет подавать на роторные электроды напряжение переменной полярности, что обеспечивает протекание переменного тока по электродам,, что замедляет снашиваемость электродов. 4 ил. g (Л 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (50 4 Н 02 M 7 60

ВСЕСОЮЗНАЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

13, „ .

„13

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 36614 Г8/24-07 (22) 30.09,83 (46) 30.06.86. Бюл, У 24 (72) М.А. Ждановских и Ю,Г. Шаповалов (53) 621.314,52(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 232360, кл, Н 02 М/760, 1964.

Патент США Ф 3432742, кл. 321-50, 1967. (54) УСТРОЙСТВО 1ЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА В ТРЕХФАЗНЫЙ ПЕРЕМЕННЫЙ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к преобразователям постоянного тока в переменный, Целью изобретения является упрощение конструкции и увеличение долговечности работы, Устройство (У) содержит механический инвертор со статором и ротором с. электродами, соединенными с кольцами, и щетки, В зазоре У.помещена электропроводящая жидкость, У дополнительно снабжено механическим .однофазным инвертором (И), на роторе которого размещены кольца, соединенные с полукольцами.

На статоре И установлены две пары ще. ток, одна из которых контактирует с полукольцами и соединена со щетками механического инвертора. Вторая пара щеток контактирует с кольцами дополнительного инвертора и соединена с клеммами источника постоянного тока.

Валы роторов механического И и до" полнительного соединены редуктором, передаточное отношение которого равно 2, Наличие дополнительного И позволяет подавать на роторные электроды напряжение переменной полярности, что обеспечивает протекание переменного тока по электродам,. что замедляет снашиваемость электродов. 4 ил, !

241387 а со щетками 10, а вторая пара щеток 18 контактирует с кольцами 11 и !2 и электрически соединена с клеммами источника постоянного тока.

5 Вал 5 механического инвертора и вал 19 дополнительного механического инвертора механически связаны посредством редуктора, например фрикционного, состоящего из колес 20 и 21, !

О причем радиус колеса 21 в два раза больше радиуса колеса 20. При этом передаточное отношение редуктора равно

Изобретение относится к преобразо вательной технике, а именно к преобразователям постоянного тока в переменный, и может быть использовано в системах электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в переменное, регули руемое по частоте.

Цель изобретения — упрощение конструкции и увеличение допговечности работы.

На фиг.! изображена принципиальная схема устройства для преобразования постоянного тока в трехфазный переменный; на фиг,2 — механическая часть статора и ротора устройства; на фиг.3 — токи в трех фазах механического инвертора при активной нагрузке;

4 на фиг.4 - зависимость тока от времени в одной из фаз при подключении к механическому инвертору в качестве нагрузки асинхронного двигателя.

Устройство для преобразования постоянного тока в трехфазный переменный содержит механический инвертор, имеющий статор в виде цилиндрического кор пуса 1 иэ неэлектропроводного матери-ала, в котором установлены под углом

120 друг относительно друга статорные электроды 2 — 4,.выполненные из материала с высокой химической стойкостью, например графита или титана рутенированного. На валу 5 закреплен ротор в виде цилиндрического корпуса

6 из неэлектропроводного материала, в котором установлены диаметрально противоположно роторные электрбды 7 и 8, выполненные, например, из графиВ та или титана рутенированного. Кроме того, на валу 5 установлена пара контактных электропроводных колец 9 с подключенными к ним неподвижными щеточными узлами 10, причем каждое кольцо 9 электрически связано с электродами 7 и 8 соответственно.

Устройство для преобразования постоянного тока в трехфазный пере-. менный содержит также дополнительный механический однофазный инвертор, имеющий на роторе два электропроводных кольца 11 и 12, соединенных электрически с электропроводными полукольцами 13 и 14, размещенными на изолированном барабане 15 ° На статоре дополнительного инвертора имеется две пары щеток 16 — 18. Одна пара щеток 16 и 17 контактирует с полукольцами 13 и 14 и соединена электрически и ( — 2, 3 гце и — скорость вращения ротора механического инвертора;

n — скорость вращения ротора

20 дополнительного механического инвертора, В корпус 1 заливается электропроводящая жидкость, для чего в крьппке

22 корпуса 1 имеется отверстие с

25 трубкой 23 для поступления в корпус жидкости, а в днище корпуса находится отверстие с трубкой 24 для отвода жидкости ° В качестве электропроводящей жидкости может использоваться, 30 например, природная пресная вода или вода с добавками поваренной соли, кальцинированной соды .и т,д, Вал 5 связан с приводным двигателем постоянного тока небольшой мощности (не показан), установлен на подшипниковом .угле 25 и опирается на упор 26 °

Статорные электроды 2 — 4 механического инвертора подключены к. трехфазной статорно:й обмотке 27 асинхрон4О ного двигателя.

При подаче электропроводящей жидкости через трубку 23 оно заполняет зазор, не превьппающий 1 мм, между корпусами и 6. Протекая через зазор поц некоторым давлением, вода выходит через трубку 24, В зазор устанавливается постоянный уровень воды, покрывающей электроды, При включе:иии приводного двигателя ротор

6 приходит во вращение, При подключении источника питания к щеткам 18 напряжение через кольца Il и 12 подается на полукольца 13 и 14, С последних напряжение снимается щетками

16 и 17 и через щетки 10 подается на кольца 9, с которых поступает на электроды 7 и 8 ° При этом,.например, от электрода 8 к электроду 7 начи1241387 4

Наличие в качестве нагрузки инвер-, тора статорных обмоток асинхронного двигателя, обладающих значительной 40 индуктивностью, сглаживает форму кривой тока в фазах (фиг.4).

Переменный по направлению ток, протекающий через электрод, находящийся в электропроводящей жидкости, 4> разрушает поверхность электрода во много раз меньшей степени, чем посто. янный по направлению ток. Таким образом, чтобы уменьшить снашиваемость роторных электродов, необходимо менять полярность напряжения на этих электродах, а следовательно, и направление тока через них.

Переключение полярности напряжения на электродах 7. и 8 производится с помощью дополнительного механического инвертора, осуществляющего смену полярности напряжения на электродах нает протекать электрический ток, например, по цепи: электрод 8, вода в зазоре между электродами 8 и 3, элек-. трод З,,статорные обмотки 27 асинхронного двигателя, электрод 2, вода в зазоре между электродами 2 и 7,. электрод 7. По мере того, как ротор- ный электрод 7 сдвигается, например вправо от статорного электрода 2, резко увеличивается электрическое сопротивление водяного промежутка между электродами 2 и 7 и ток в электрической цепи начинает снижаться, Наименьшее значение тока через электроды 7 и 8 будет в тот момент, ког- 15 да электрод 7 достигнет среднего положения между электродами 2 и 4, В этот момент сопротивление водяного промежутка между роторным электродом 7 и .статорными электродами 2 и 4 20 наибольшее и величина тока, протекаю- . щего через электроды 7 и 8, мала.

Затем электрод 7 начинает приближаться к электроду 4 и через электроды

7 и 8 начинает протекать. возрастаю- 25

;щий ток и т.д, По мере того, как роторные электроды 7 и 8 приближаются к статорным электродам 2 — 4 ток через те статорные электроды, напротив которых располагаются в З0 данный момент времени роторные электроды; увеличивается и наоборот. Полярность тока через статорные электроды меняется с частотой, равной скорости чередования роторных электро35 дов, проходящих мимо статорных электродов (фиг . 3 ) . один раз через каждый оборот ротора

6 ° Более частая смена полярности приводит к резкому ухудшению формы кривой переменного тока, подаваемого со стороны электродов 2 — 4 на нагрузку.

Наоборот уменьшение частоты изменения полярности напряжения на роторных электродах приводит к ускорению снашиваемости этих электродов, так как разрушение электродов в электропроводящей жидкости замедляется при увеличении частоты протекающего через них переменнрго тока.

Барабан .15 на валу 19 вращается в два раза медленнее, чем ротор 6, за счет понижения оборотов с помощью редуктора, выполненного на колесах 20 и 21, При этом осуществляется переключение щеток 16 и 17 с одного полукольца 13 на другое 14 один раз за полный оборот ротора 6. В этом случае меняется полярность напряжения на щетках 16 и 17, а следовательно, и на электродах 7 и 8. Положение ротора 6 относительно статора 1 и положение щеток 16 и 17 относительно полуколец

13 и 14 синхронизировано так, что в момент перехода щеток с одного полукольца на другое один иэ электродов ротора находится строго посередине между соседними электродами статора, т,е, в таком положении, когда сопротивление жидкостного промежутка между роторным и статорными электродами наибольшее и ток, протекающий через электроды, минимальный. При этом коммутация щеток 16 и 17 осуществляется без искры, В качестве вспомогательного инвер.. тора можно испольэовать и другие типы коммутаторов, например, тиристорный двухполупериодный мост с принудительной коммутацией с синхронным переключением тиристоров в моменты, когда сопротивление в цепи основного инвертора максимально и ток через тиристорный мост минимальный.

Переключение полярности электродов 7 и 8 каждый период приводит к тому, что через эти электроды протекает переменный ток с частотой в два раза меньшей частоты вращения ротора. При этом резко замедляются элект- рохимические процессы около роторанодного и катодного электродов и затормаживаются окисление и разру-, шение анодного и катодного электро5 12

4 дов,,а также отложение солей на ка" тодном электроде.

Через статорные электроды также проходит переменный ток, и снашивание статорных электродов минимально, Роторные и статорные электроды выполняются иэ графита, титана или стали.

Наличие дополнительного инвертора, включенного между механическим инвертором и источником постоянного тока, позволяет подавать на роторные электроды напряжение переменной полярности, что обеспечивает протекание через роторные электроды переменного тока, а это в свою очередь замедляет снашиваемость роторных электродов. В результате можно отказаться от дорогостоящей и дефицитной платины и выполнять электроды иэ дешевых материалов, таких как графит, титан, сталь, В результате уменьшения снашиваемости электродов повышается долговечность работы устройства для преобразования постоянного тока в трехфазный переменный и снижается его стоимость.

41 387, а

Фо рму л а и з об р е т е ни я Устройство для преобразования постоянного тока в трехфазный переменный, содержащее механический инвертор со статором с тремя электродами и ротором с двумя электродами, соединенными с кольцами и щетки,.контактирующие с кольцами, электропроводящую жидкость в зазоре, приводной дви10 гатель, соединенный с ротором механически, источник постоянного тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и увеличения долговечности работы в нем установлен дополнительный механический однофазный инвертор, содержащий на роторе кольца, соединенные с полукольцами, а на статоре две пары ще" ток, одна из которых контактирует с полукольцами и соединена с щетками механического инвертора, вторая пара контактирует с кольцами дополнительного инвертора и соединена с клеммами источника постоянного тока, и

25 . редуктор, соединяющий валы роторов механического.инвертора и дополнительного инвертора, причем переда" точное о ношение i редуктора равно двум е

1 2 6 7

1241387

LB

Дие. Ф

Составитель А, Кецарис

Редактор Е. Копча Техред Л.Олейник Корректор М, Демчик .

Заказ 3608/51 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4