Патент 65464

Трехфазный статический электромагнитный фазорегулятор

 

№ 65464

Класс 21dm, 12оа

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г. Н. Алябьев и А. А.

ТРЕХФАЗ НЫ и СТАТИЧ ЕСКИ и ЭЛ ЕКТРОМАГН ИТНЫ й

ФАЗ ОР Е ГУЛ Я ТОР

Заявлено 7 июля 1944 г. за № 333707 в Народный Комиссариат электропромышленности СССР

Предметом изобретения является трехфазный статический электромагнитный фазорегулятор, фазорегулятор выполнен в виде трехфазного трансформатора с подмагничиванием постоянным током, он создает трехфазную систему вторичных напряжений. Фаза вторичных напряжений в фазорегуляторе может смещаться относительно первичных напряжений в широком диапазоне посредством изменения силы постоянного тока в регулирующей обмотке подмагничивания.

В предлагаемом фазорегуляторе магнитопровод выполнен в форме пространственной решетки из сердечников, расположенных в трех параллельных плоскостях и связанных между собою ярмами как в этих плоскостях, так и между ними. На магнитопроводе расположена разделенная на секции первичная трехфазная обмотка.

Расположение секций обмотки произведено так, что напряжения соседних секций, расположенных в параллельных плоскостях, отличаются по фазе на 60, а напряжения секций, расположенных в соседних плоскостях, — на 120 . Секции вторичной обмотки соединены последовательно в каждой плоскости и создают три соответствующие фазные обмотки вторичных напряжений. Подмагничивающая обмотка, питаемая неизменным постоянным током каждой плоскости, расположена на всех сердечниках, кроме среднего, и насыщает их. Регулирующая обмотка, питаемая постоянным током, включена через два сухих выпрямителя, пропускающих ток при одной его полярности в одну половину секций каждой плоскости, а при другой полярности — в другую.

На фиг, 1 и 2 изображены магнитопровод и схема соединений обмоток предлагаемого трехфазного статического электромагнитного фазорегулятора с подмагничиванием постоянным током.

В состав трехфазного статического электромагнитного фазорегулятора входят следующие элементы: магнитопровод из трансформаторной стали или магнитного сплава пермоллой, трехфазная первичная обмот№ б54б4 ка, трехфазная вторичная обмотка, подмагничивающая обмотка постоянного тока, регулирующая обмотка постоянного тока, два сухих выпрямителя в цепи регулирующей обмотки.

Магнитопровод (см. фиг. 1) представляет собой пространственную решетку из сердечников, расположенных в трех, параллельных плоскостях А, Б, В, параллельных плоскости XOZ и связанных между собой ярмами, как в каждой плоскости А, Б, В, так и в перпендикулярных к ним плоскостях сердечников а, б, в, г, д (параллельных плоскости

YOZ) .

Число сердечников в каждой плоскости А, Б, В определяется требуемым диапазоном изменения угла сдвига фазы. В дальнейшем для большей конкретности рассматривается фазорегулятор с пятью сердечниками в каждой из трех плоскостей, обеспечивающий сдвиг фазы на 120 .

Магнитопровод может быть выполнен в форме цилиндрической решетки. В этом случае сердечники располагаются в трех плоскостях по радиусам, соединенным концентрическими стенками в каждой плоскости и ярмами, соединяющими эти стенки в плоскостях, проходящих через ось и радиусы-сердечники.

Первичная и вторичная (см. фиг. 2) трехфазные.обмотки переменного тока 1 и 2 состоят из секций, расположенных на всех сердечниках а, б, в, г, д.

Подмагничивающая обмотка постоянного тока 8 состоит из секций, расположенных на всех сердечниках каждой плоскости А, Б, В, кроме средних сердечников в. Она питается неизменным постоянным током и создает во всех сердечниках, кроме средних сердечников е индукции, значение которых находится за сгибом кривой намагничив а ни я м агнито провод а.

Регулирующая обмотка постоянного тока У состоит из секций, расположенных на всех сердечниках. Секции средних сердечников в — А, в — Б и в — В соединены последовательно между собой и с двумяпараллельными ветвями, одна из которых состоит из последовательно включенных секций а — А, а — Б, а — В, б — А, б — Б, б — В левой половины фазорегулятора, а другая — из секций г — А, г — Б, г — В, д — А, д — Б и д — В правой половины. В каждую ветвь включены в противоположном направлении сухие выпрямители 5 так, что при одной полярности напряжения на зажимах регулирующей обмотки ток проходит через секции, расположенные на сердечниках а, б, в, а при другой — через секции, расположенные на сердечниках в, г, д.

Секции регулирующей обмотки имеют такие числа витков и так включены, что с увеличением регулирующего тока сначала сердечники в каждой плоскости А, Б, В насыщаются, а сердечники б (или г — при обратной полярности регулирующего тока) размагничиваются; затем насыщаются сердечники б (или г), а сердечники а (или д) размагничиваются.

Секции первичных обмоток включены в трехфазную сеть по пять секций на фазуА,, В,, С, последовательно таким образом, что векторы напряжений соседних секций каждой плоскости А, Б, В отличаются по фазе на 60, а векторы напряжений соседних секций в каждом сердечнике а — д, например, между секциями а — А, а — Б и а — В отличаются по фазе на 120 .

Секции вторичных обмоток пяти сердечников каждой параллельной плоскости А, Б, В соединены последовательно и согласно и создают соответственно три фазных обмотки вторичных напряжений. № 65464

Делением вторичных обмоток пополам можно получить шестифазную звезду вторичных напряжений.

Вторичная обмотка может быть выполнена из трех обмоток по одной на каждую фазу А, В, С, охватывающей все пять сердечников каждой плоскости А, Б и В. Аналогично обмотке постоянного тока она может быть выполнена из обмоток, охватывающих по три сердечника, в плоскостях, перпендикулярных А, Б, В и заменяющих три секции каждая.

Принцип действия предлагаемого трехфазного статического электромагнитного фазорегулятора заключается в следующем.

Регулирующая обмотка выполнена так, что с увеличением тока от нуля область ненасыщенного состояния магнитопровода последовательно и плавно перемещается от одной трехфазной группы сердечников плоскостей А, Б, В к другой, вправо (сердечники в, г, д) или влево (сердечники в, б, а), в зависимости от полярности регулирующего тока.

Благодаря этому фаза вторичного напряжения изменяется соответственно направлению и величине тока на зажимах регулирующей обмотки.

Так как в насыщенных сердечниках магнитный поток практически не пульсирует, то в секциях первичных и вторичных обмоток этих сердечников э. д. с. не индуктируется.

В ненасыщенных же сердечниках плоскостей А, Б, В одном или двух (в зависимости от значения регулирующего тока) пульсирует трехфазный ток.

Поэтому напряжение на зажимах каждой фазы вторичной обмотки, равное векторной сумме напряжений на секциях сердечников а — д, соответствующих плоскостей Л, Б и В, имеет фазу напряжения наименее насыщенного сердечника данной плоскости, а три фазы этих обмоток дают трехфазное напряжение. Поэтому же и напряжение сети, приложенное к каждой фазе первичной обмотки, состоящей из пяти секций, уравновешивается э, д.с. только одной или двух секций ненасыщенных сердечников.

Фазорегулятор предназначен для применения во всех случаях, когда требуется управление фазой трехфазного тока, в частности, в устройствах для управления сетками ионных преобразователей тока, особенно применяемых для автоматического управления и авторегулирования, где решающее значение имеет свойство усиления мощности.

Применение для этих целей обычных вращающихся фазорегуляторов невозможно, а фазорегуляторы мостового типа оказываются неудовлетворительными из-за недостаточного диапазона сдвига фазы и большой мощности управления.

Предмет изобретения

1. Трехфазный статический. электромагнитный фазорегулятор, выполненный в виде трансформатора с подмагничиванием постоянным током и создающий трехфазную систему вторичных напряжений, фаза которых относительно первичных меняется путем изменения силы тока в регулирующей обмотке подмагничивания. отличающийся тем, что магнитопровод образует пространственную решетку из сердечников, расположенных по пять штук в трех параллельных плоскостях А, Б, В и связанных между собой ярмами как в этих плоскостях, так и между ними.

2. Форма выполнения фазорегулятора по а. 1, отл и ч ающ а я с я тем, что первичная трехфазная обмотка разделена на секции, распоPj> 65464 се ечниках так, что напряжение соседних секций в плофазе на 60 а напряжения секций в соскостях А, Б, В отличаются по фазе на седних плоскостях— — на 120 . ято а по п. 2, отличающаяся

3. Форма выполнения фазорегулятор rro тем, что секции вторичной ной обмотки в каждой плоскости, и включены последовательно. азо ег лятора по пп. 2 и 3, отличаю4. Форма выполнения фазорегулятора по пп. и шаяс я тем что о мотка б постоянного подмагничивания нало х А Б, В, кроме среднего, и насыщает их. все сердечники в плоскостя

5. Форма ыполнения ф р у фазо ег лятора по пп. и ющая обмотка на краиних парах щ а я с я тем, что .регулиру щ дной полярности ков включена на выпрямители, р у и п оп скающие ток при о — ерез дручерез одну половину обмотки, а при дру гой полярности — ч гую половину. азо ег лято а по п. 3, отлич ающееся тем, 6. Видоизменение фазорегулятора по п. о ичная обмотка выполнена не из отдельных п что вторичная о м е о ной обмотки, охватывающей все серсоединенных секций, а в виде однои о м дечники ка до плоскост

7. Видоизменение фазорегулятора по пп. и,, отл н ого тока выполнены не из секции, а в о тем что обмотки постоянног т

7 по т и се дечника в пл р оскостях перЭ единь иных обмоток охватывающих р

Б В. пендикулярных плоскостям А, Б, Фиг. 1. № 65464

Bl C/

Фиг. Е

Редактор В. П. Головкин. Техред А. А. Камышникова Корректор Л. Я. Баранова

Подл. к печ. 207VIII — 62 г. Формат бум. 70) 108 /16. Объем 0,44 изд. л.

Зак. 2477/1 Тираж 200 Цена 5 коп.

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д, 276.

Типография, пр. Сапунова, 2.