В настоящее время во всем мире получила наибольшее распространение трехфазная система переменного тока .

Трехфазной системой электрических цепей называют систему, состоящую из трех цепей, в которых действуют переменные, ЭДС одной и той же частоты, сдвинутые по фазе друг относительно друга на 1/3 периода ( φ =2 π /3). Каждую отдельную цепь такой системы коротко называют ее фазой, а систему трех сдвинутых по фазе переменных токов в таких цепях называют просто трехфазным током .

Почти все генераторы, установленные на наших электростанциях, являются генераторами трехфазного тока . По существу, каждый такой генератор представляет собой соединение в одной электрической машине трех генераторов переменного тока, сконструированных таким образом, что индуцированные в них ЭДС сдвинуты друг относительно друга на одну треть периода, как это показано на рис. 1.

Рис. 1. Графики зависимости от времени ЭДС, индуцированных в обмотках якоря генератора трехфазного тока

Как осуществляется подобный генератор легко понять из схемы на рис. 2.

Рис. 2. Три пары независимых проводов, присоединенных к трем якорям генератора трехфазного тока, питают осветительную сеть

Здесь имеются три самостоятельных якоря, расположенных на статоре электрической машины и смещенных на 1/3 окружности (120 о ). В центре электрической машины вращается общий для всех якорей индуктор, изображенный на схеме в виде постоянного магнита.

В каждой катушке индуцируется переменная ЭДС одной и той же частоты, но моменты прохождения этих ЭДС через нуль (или через максимум) в каждой из катушек окажутся сдвинутыми на 1/3 периода друг относительно друга, ибо индуктор проходит мимо каждой катушки на 1/3 периода позже, чем мимо предыдущей.

Каждая обмотка трехфазного генератора является самостоятельным генератором тока и источником электрической энергии. Присоединив провода к концам каждой из них, как это показано на рис. 2, мы получили бы три независимые цепи, каждая из которых могла бы питать те или иные электроприемники, например электрические лампы.

В этом случае для передачи всей энергии, которую поглощают электроприемники, требовалось бы шесть проводов. Можно однако, так соединить между собой обмотки генератора трехфазного тока, чтобы обойтись четырьмя и даже тремя проводами, т. е. значительно сэкономить проводку.

Первый из этих способов, называется соединением звездой (рис. 3).

Рис. 3. Четырехпроводная система проводки при соединении трехфазного генератора звездой. Нагрузки (группы электрических ламп I, II, III) питаются фазными напряжениями.

Будем называть зажимы обмоток 1, 2, 3 началами, а зажимы 1 ‘ , 2 ‘ , 3 ‘ – концами соответствующих фаз.

Соединение звезд заключается в том, что мы соединяем концы всех обмоток в одну точку генератора, которая называется нулевой точкой или нейтралью , и соединяем генератор с приемниками электроэнергии четырьмя проводами: тремя так называемыми линейными проводами , идущими от начала обмоток 1, 2, 3, и нулевым или нейтральным проводом , идущим от нулевой точки генератора. Такая система проводки называется четырехпроводной .

Напряжения между нулевой точкой и началом каждой фазы называют фазными напряжениями , а напряжения между началами обмоток, т, е. точками 1 и 2, 2 и 3, 3 и 1, называют линейными . Фазные напряжения обычно обозначают U1 , U 2 , U 3 , или в общем виде U ф, а линейные напряжения – U12, U23 , U 31 , или в общем виде U л.

Между амплитудами или действующими значениями фазных и линейных напряжений при соединении обмоток генератора звездой существует соотношение U л = √ 3 U ф ≈ 1,73 U ф

Таким образом, например, если фазное напряжение генератора U ф = 220 В, то при соединении обмоток генератора звездой линейное напряжение U л – 380 В.

В случае равномерной нагрузки всех трех фаз генератора, т. е. при приблизительно одинаковых токах в каждой из них, ток в нулевом проводе равен нулю . Поэтому в этом случае можно нулевой провод упразднить и перейти к еще более экономной трехпроводной системе. Все нагрузки включаются при этом между соответствующими парами линейных проводов.

При несимметричной нагрузке ток в нулевом проводе не равен нулю, но, вообще говоря, он слабее, чем ток в линейных проводах. Поэтому нулевой провод может быть тоньше, чем линейные.

При эксплуатации трехфазного переменного тока стремятся сделать нагрузку различных фаз по возможности одинаковой. Поэтому, например, при устройстве осветительной сети большого дома при четырехпроводной системе вводят в каждую квартиру нулевой провод и один из линейных с таким расчетом, чтобы в среднем на каждую фазу приходилась примерно одинаковая нагрузка.

Другой способ соединения обмоток генератора, также допускающий трехпроводную проводку – это соединение треугольником, изображенное на рис. 4.

Рис. 4. Схема соединения обмоток трехфазного генератора треугольником

Здесь конец каждой обмотки соединен с началом следующей, так что они образуют замкнутый треугольник, а линейные провода присоединены к вершинам этого треугольника — точкам 1, 2 и 3. При соединении треугольником линейное напряжение генератора равно его фазному напряжению : U л = U ф.

Таким образом, переключение обмоток генератора со звезды на треугольник приводит к снижению линейного напряжения в √ 3 ≈ 1,73 раза . Соединение треугольником также допустимо лишь при одинаковой или почти одинаковой нагрузке фаз. Иначе ток в замкнутом контуре обмоток будет слишком силен, что опасно для генератора.

При применении трехфазного тока отдельные приемники (нагрузки), питающиеся от отдельных пар проводов, также могут быть соединены либо звездой, т. е. так, что один конец их присоединен к общей точке, а оставшиеся три свободных конца присоединяются к линейным проводам сети, либо треугольником, т. е. так, что все нагрузки соединяются последовательно и образуют общий контур, к точкам 1, 2, 3 которого присоединяются линейные провода сети.

На рис. 5 показано соединение нагрузок звездой при трехпроводной системе проводки, а на рис. 6 — при четырехпроводной системе проводки (в этом случае общая точка всех нагрузок соединяется с нулевым проводом).

На рис. 7 показана схема соединения нагрузок треугольником при трехпроводной системе проводки.

Рис. 5. Соединение нагрузок звездой при трехпроводной системе проводки

Рис. 6. Соединение нагрузок звездой при четырехпроводной системе проводок

Рис. 7. Соединение нагрузок треугольником при трехпроводной системе проводки

Практически важно иметь в виду следующее. При соединении нагрузок треугольником каждая нагрузка находится под линейным напряжением, а при соединении звездой – под напряжением, в √ 3 раз меньшим. Для случая четырехпроводной системы это ясно из рис. 6. Но то же имеет место в случае трехпроводной системы (рис. 5).

Между каждой парой линейных напряжений здесь включены последовательно две нагрузки, токи в которых сдвинуты по фазе на 2 π /3. Напряжение на каждой нагрузке равно соответствующему линейному напряжению, деленному на √ 3 .

Таким образом, при переключении нагрузок со звезды на треугольник напряжения на каждой нагрузке, а следовательно, и ток в ней повышаются в √ 3 ≈ 1,73 раза. Если, например, линейное напряжение трехпроводной сети равнялось 380 В, то при соединении звездой (рис. 5) напряжение на каждой из нагрузок будет равно 220 В, а при включении треугольником (рис. 7) будет равно 380 В.

При подготовке статьи использовалась информация из учебника физики под редакцией Г. С. Ландсберга.

Трёхфазный переменный ток. Получение трёхфазного тока

Работающие в настоящее время электростанции производят трёхфазный ток. Главное его преимущество заключается в лёгкости получения вращающегося магнитного поля. Вращающееся поле используется в самом простом и надёжном двигателе в мире – асинхронном. Трёхфазный ток легко производить и экономично передавать.

Трёхфазной системой переменного тока называется совокупность трёх однофазных токов одинаковой частоты и амплитуды, сдвинутых друг относительно друга по фазе на 1/3 периода (или 120 градусов.
Для получения трехфазной системы нужно взять три одинаковых генератора переменного однофазного тока, соединить их роторы между собой, чтобы они не меняли свое положение при вращении. Статорные обмотки этих генераторов должны быть повернуты относительно друг друга на 120° в сторону вращения ротора.

Читайте также:  Утепление дома снаружи полистиролом

23. А)Звезда. Б)Треугольник

24.Электроизмерительные приборы различаются по следующим признакам:

По роду измеряемой величины; по роду тока;по степени точности; по принципу действия; по способу получения отсчета; по характеру применения.

Кроме этих признаков, электроизмерительные приборы можно также отличать: по способу монтирования; по способу защиты от внешних магнитных или электрических полей; по выносливости в отношении перегрузок; по пригодности к применению при различных температурах; по габаритным размерам и другим признакам.

Для измерения электрических величин применяются различные электроизмерительные приборы, а именно: тока — амперметр; напряжения — вольтметр;

электрического сопротивления — омметр, мосты сопротивлений; мощности — ват­тметр; электрической энергии — счетчик; частоты перемен­ного тока — частотомер; коэффициента мощности — фа­зометр.

По роду тока приборы делятся на приборы постоянного тока, приборы переменного тока и приборы постоянного и переменного тока.

По степени точности приборы делятся на восемь классов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5 и 4. Цифры указывают значение допустимой приведенной погрешности в процентах.

По принципу действия приборы подразделяются на: магнитоэлектрические; электромагнитные; электродинамические (ферромагнитные); индукционные;

и др. По способу получения отсчета приборы могут быть с непосредственным отсчётом и самозаписывающие. По характеру применения приборы делятся на стационарные, переносные и для подвижных установок.

25.Измерение тока. Для измерения тока в цепи амперметр или миллиамперметр включают в электрическую цепь последовательно с приемником 3 электрической энергии.

Для того чтобы включение амперметра не оказывало влияния на работу электрических установок и он не создавал больших потерь энергии, амперметры выполняют с малым внутренним сопротивлением. Поэтому практически сопротивление его можно считать равным нулю и пренебрегать вызываемым им падением напряжения. Амперметр можно включать в цепь только последовательно с нагрузкой. Если амперметр подключить непосредственно к источнику 1, то через катушку прибора пойдет очень большой ток (сопротивление амперметра мало) и она сгорит.

Пуск в ход асинхронных двигателей

При пуске двигателя в ход должны по возможности удовлетворяться следующие основные требования: процесс пуска должен быть простым и осуществляться без сложных пусковых устройств, пусковой момент должен быть достаточно большим, а пусковые токи — по возможности малыми. Иногда к этим требованиям добавляются и другие, обусловленные особенностями конкретных приводов, в которых используются двигатели: необходимость плавного пуска, наибольшего пускового момента и пр. Практически используются следующие способы пуска: непосредственное подключение обмотки статора к сети (прямой пуск); понижение напряжения, подводимого к обмотке статора при пуске; подключение к обмотке ротора пускового реостата.

Прямой пуск применяется для пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

Назначение

Подстанция, в которой стоят повышающие трансформаторы, повышает электрическое напряжение при соответствующем снижении значения силы тока, в то время как понижающая подстанция уменьшает выходное напряжение при пропорциональном увеличении силы тока.

Необходимость в повышении передаваемого напряжения возникает в целях многократной экономии металла, используемого в проводах ЛЭП, и уменьшения потерь на активном сопротивлении. Действительно, необходимая площадь сечения проводов определяется только силой проходящего тока и отсутствием возникновения коронного разряда. Также уменьшение силы проходящего тока влечёт за собой уменьшение потери энергии, которая находится в прямой квадратичной зависимости от значения силы тока. С другой стороны, чтобы избежать высоковольтного электрического пробоя, применяются специальные меры: используются специальные изоляторы, провода разносятся на достаточное расстояние и т. д. Основная же причина повышения напряжения состоит в том, что чем выше напряжение, тем большую мощность и на большее расстояние можно передать по линии электропередачи.

42.Электрическая сеть — совокупность электроустановок, предназначенных для передачи и распределения электроэнергии от электростанции к потребителю.

Электрическая сеть — совокупность подстанций, распределительных устройств и соединяющих их линий электропередачи, предназначенная для передачи и распределения электрической энергии.

43.Электронная лампа, радиолампа — электровакуумный прибор (точнее, вакуумный электронный прибор), работающий за счёт управления интенсивностью потока электронов, движущихся в вакууме или разрежённом газе между электродами.

Радиолампы массово использовались в ХХ веке как активные элементы электронной аппаратуры (усилители, генераторы, детекторы, переключатели и т. п.). В настоящее время практически полностью вытеснены полупроводниковыми приборами. Иногда ещё применяются в мощных высокочастотных передатчиках и аудиотехнике.

44.Газоразрядная лампа — источник света, излучающий энергию в видимом диапазоне. Физическая основа — электрический разряд в газах. В последнее время принято называть газоразрядные лампы разрядными лампами.

Разрядные лампы обладают высокой эффективностью преобразования электрической энергии в световую. Эффективность измеряется отношением люмен/Ватт.

45.Транзистор полупроводнико́вый трио́д — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналом управлять током в электрической цепи.

Тиристор — полупроводниковый прибор, выполненный на основе монокристалла полупроводника с тремя или более p-n-переходами и имеющий два устойчивых состояния: закрытое состояние, то есть состояние низкой проводимости, и открытое состояние, то есть состояние высокой проводимости.

46.Полупроводниковые материалы — вещества с чётко выраженными свойствами полупроводников в широком интервале температур, включая комнатную (

300 К), являющиеся основой для создания полупроводниковых приборов. Удельная электрическая проводимость при 300 К составляет 10-4?10

10 Ом?1·см?1 и увеличивается с ростом температуры. Для полупроводниковых материалов характерна высокая чувствительность электрофизических свойств к внешним воздействиям (нагрев, облучение, деформации и т. п.), а также к содержанию структурных дефектов и примесей.

47. Электронные выпрямители –эл. устройство служащие для преобразования энергию переменного тока в энергию постоянного тока.

Трёхфазный переменный ток. Получение трёхфазного тока

Работающие в настоящее время электростанции производят трёхфазный ток. Главное его преимущество заключается в лёгкости получения вращающегося магнитного поля. Вращающееся поле используется в самом простом и надёжном двигателе в мире – асинхронном. Трёхфазный ток легко производить и экономично передавать.

Трёхфазной системой переменного тока называется совокупность трёх однофазных токов одинаковой частоты и амплитуды, сдвинутых друг относительно друга по фазе на 1/3 периода (или 120 градусов.
Для получения трехфазной системы нужно взять три одинаковых генератора переменного однофазного тока, соединить их роторы между собой, чтобы они не меняли свое положение при вращении. Статорные обмотки этих генераторов должны быть повернуты относительно друг друга на 120° в сторону вращения ротора.

23. А)Звезда. Б)Треугольник

24.Электроизмерительные приборы различаются по следующим признакам:

По роду измеряемой величины; по роду тока;по степени точности; по принципу действия; по способу получения отсчета; по характеру применения.

Кроме этих признаков, электроизмерительные приборы можно также отличать: по способу монтирования; по способу защиты от внешних магнитных или электрических полей; по выносливости в отношении перегрузок; по пригодности к применению при различных температурах; по габаритным размерам и другим признакам.

Для измерения электрических величин применяются различные электроизмерительные приборы, а именно: тока — амперметр; напряжения — вольтметр;

электрического сопротивления — омметр, мосты сопротивлений; мощности — ват­тметр; электрической энергии — счетчик; частоты перемен­ного тока — частотомер; коэффициента мощности — фа­зометр.

По роду тока приборы делятся на приборы постоянного тока, приборы переменного тока и приборы постоянного и переменного тока.

По степени точности приборы делятся на восемь классов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5 и 4. Цифры указывают значение допустимой приведенной погрешности в процентах.

По принципу действия приборы подразделяются на: магнитоэлектрические; электромагнитные; электродинамические (ферромагнитные); индукционные;

и др. По способу получения отсчета приборы могут быть с непосредственным отсчётом и самозаписывающие. По характеру применения приборы делятся на стационарные, переносные и для подвижных установок.

25.Измерение тока. Для измерения тока в цепи амперметр или миллиамперметр включают в электрическую цепь последовательно с приемником 3 электрической энергии.

Читайте также:  Циркуляционные насосы грюндфос для систем отопления

Для того чтобы включение амперметра не оказывало влияния на работу электрических установок и он не создавал больших потерь энергии, амперметры выполняют с малым внутренним сопротивлением. Поэтому практически сопротивление его можно считать равным нулю и пренебрегать вызываемым им падением напряжения. Амперметр можно включать в цепь только последовательно с нагрузкой. Если амперметр подключить непосредственно к источнику 1, то через катушку прибора пойдет очень большой ток (сопротивление амперметра мало) и она сгорит.

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники. Его целью является снижение виброакустической активности электроприемников преобразованного тока. Способ заключается в преобразовании постоянного тока в трехфазный переменный путем инвертирования исходного постоянного напряжения в промежуточное многофазное переменное напряжение прямоугольной формы, трансформировании этого напряжения на основном магнитном потоке и векторном суммировании трансформированного многофазного напряжения в трехфазное напряжение . Цель достигается тем, что перед инвертированием и трансформированием напряжений основной многофазный магнитный поток создают в форме распределения по косинусоиде вдоль оси, лежащей в плоскости поперечного сечения контура магнитного потока, и в течение заданного циклически повторяющегося периода трехфазного напряжения распределение магнитного потока равномерно продвигают вдоль оси так, чтобы начало косинусоиды достигло конца оси по окончании периода трехфазного напряжения, 3 ил. со с

РЕСПУВЛИК (51)5 Н 02 M 7/539

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4404052/07 (22) 06,04.88 (46) 07.11.91. Бюл. ¹ 41 (72) Е.И.Малышко. С,А.Мартынов и П,И, Щербинин (53) 621.314.57(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1246305, кл. Н 02 М 7/539, 1984.

Проблемы преобразовательной техники, сб., ч. 1, Киев, 1979, с. 58 — 61. (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗ08АНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ТРЕХФАЗНЫЙ ПЕРЕМЕННЫЙ (57) Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники, его целью является снижение виброакустической активности злектроприемников преобразованного тока. Способ заключается в преобразовании постоянного тока в трехфазный переменный путем инвертирования

Изобретение относится к электротехнике, в частности к судовой электроэнергетике, и может быть использовано при создании преобразователей постоянного тока в трехфазный переменный и наоборот для питания различных по назначению электроприемников переменного тока от источника постоянного тока в электроэнергетических системах на специальных морских -судах, требующих от электроприемников и преобразователей малошумной работы при ограниченных обьемах устанавливаемого оборудования.

Цель изобретения — снижение виброакустической активности электроприемников переменного тока и преобразователей при ограниченном обьеме реализующего

«SU 1690143 А1 исходного постоянного напряжения в промежу- очное многофазное переменное напряжение прямоугольной формы, трансформировании этого напряжения на основном магнитном потоке и векторном суммировании трансформированного многофазного напряжения в трехфазное напряжение. Цель достигается тем, что перед инвертированием и трансформированием напряжений основной многофазный магнитный поток создают в форме распределения по косинусоиде вдоль оси, лежащей в плоскости поперечного сечения контура магнитного потока, и в течение заданного циклически повторяющегося периода трехфазного напряжения распределение магнитногоо потока равномерно продвигают вдоль оси так, чтобы начало косинусоиды достигло конца оси по окончании периодатрехфазного напряжения, 3 ил. способ преобразования необходимого оборудования.

На фиг. 1 и 2 показаны примеры устройства, реализующего способ; на 3 — диаграммы, поясняющие работу устройства.

Способ преобразования постоянного

-тока в трехфазный переменный заключается в следующем.

8ходное постоянное напряжение инвертируют в промежуточное многофазное переменное напряжение. После его трансформирования вторичное многофазное напряжение векторно суммируют в выходное трехфаэное напряжение, которое прикладывают к элвктроприемникам переменного тока.

Инвертирование входного постоянного напряжения выполняют на ключевых элементах, собранных по многофазной мостовой схеме. управление ключевыми элементами в устройстве по фиг, осуществляют так, чтобы получить многофазное напряжение в виде временной последовательности чередования друг за другом прямоугольной формы фазных напряжений, сумма которых не равна нулю и сходится в любой момент времени к мгновенному значению входного постоянного напряжения, Трансформирование промежуточного многофазного напряжения и векторное суммирование его вторичного напряжения в выходное трехфазное напряжение выпол. няют на предварительно сформированном основном магнитном потоке в следующем порядке, Предварительно инвертированию входного постоянного напряжения за счет стороннего источника постоянного тока,с близким к нулю напряжением создают магнитный поток в форме распределения его значений по косинусоиде вдоль оси, лежащей в плоскости поперечного сечения магнитного контура. В течение заданного циклически повторяющегося периода выходного трехфазного напряжения распределение магнитного потока равномерно продвигают вдоль оси так, чтобы начало косинусоиды достигло конца оси по окончании периода трехфазного напряжения. С магнитным потоком сцепляют по крайней мере четыре электрических контура, к одному из которых прикладывают инвертированное многофазное напряжение, а с трех других снимают выходное трехфазное напряжениее.

Формирование основного магнитного потока током стороннего источника выполняют при помощи электрического контура, магнитосвязанного с магнитным контуром так, чтобы при пропускании постоянноготока вызвать в магнитном контуре пространственно распределенный магнитный поток:

Фо = Kp Ip cos (Ip + Й ) (!) где 4 = 2 л — — ось распределения магнит1 ного потока, рад;

Й вЂ” начальные условия кривой распределения;

I — натуральная ось длиной L в плоскости поперечного сечения магнитного контура;

Ко — коэффициент связи потокосцепления Ф, с током 1о, Путем перестроения связей между электрическим и магнитным контурами задают изменение во времени начальных условий;

2 где во = – — — скорость изменения начальТ ных условий Й в течение заданного периода ! 0 времени Т выходного трехфазного нап ряже- ния, Электрические контуры многофазного и ,трехфазного напряжений связывают с магнитным контуром так, чтобы получить на-!

5 веденные от основного потока потокосцепления взаимоиндукции в виде распределений вдоль оси, на которой выполнено распределение основного магнитного потока. Для электрического контура много20 фазного напряжения получают потокосцепление o =Kmo Iосоз(1о+Й вЂ” Й.), . (3) где Qmp — потокосцепление взаимоиндукции относительно каждой m-фазы многофазного напряжения;

Om = 2 л — — начало кривой распредеп ления потокосцепления для каждой m-фазы из одного числа и чередующихся во времени фаз многофазного напряжения;

Kmo — коэффициент связи потокосцепления Ф по с током 1о для контура многофазного напряжения.

Для каждого в отдельности из трех электрических контуров трехфазного напряжения получают потокосцепления

Qp = Као lо cos (Ip + Й );

Qp =Kpp Ipcos(Ip+0j — 2, 3); (4)

+co = Kco lo соя (1о + Й 4 7с/ 3 ), 45 где фао адьо @co — потокосцепления взаимоиндукции контуров а, Ь, с трехфазного напряжения;

Као = Кьо = Kco — коэффициенты связи

50 потокосцеплений с токов Ip.

Кроме того, при пропускании токов по электрическим контурам получают потокосцепления самоиндукции. Для электрического контура многофазного напряжения

55 фдд = Kmd Id cos (Io Йп ) . .(5) где g — потокосцепление самоиндукции относительно m-фазы многофазного напряжения;

Km4 — КОЭффИЦИЕНт СВЯЭИ ПОтОКОСЦЕПЛЕния ф 4 с постоянным током !4 в контуре многофазного напряжения.

Для электрических контуров трехфазного напряжения фа = Ка 1а со$1, фЪ = Кь Iь cos Ио — 2 ЫЗ ); (6) фс = Кс 1с cos (!о 4aЫЗ), гДЕ фЪ фЬ фс — потокоСЦеплениЯ самОинДУкции контуров, а, Ь, с с трехфазного напряжения;

Ка = КЬ = Кс — КОЭффИцИЕНтЫ СВЯЗИ ПОТОКОСцЕПЛЕНИй С фаэНЫМИ тОКаМИ 1,, 1Ь, Ic.

В следствие изменений во времени потокосцеплений взаимоиндукции в электрических контурах наводятся ЭДС. Как первую производную по времени от потокосцеплений получают многофазную ЭДС в контуре многофазного напряжения:

jmp = Kmp 1о ®о slA ((о + Й Йп ) ° (7)

В контурах трехфазного напряжения получают трехфазную ЭДС: еао = Као Ip cUp sin (4 + Й );

ЕЬо = — Кьо1, C0p Slfl (Ip + Oj — 2 X/3 ); (Q)

ecp = — Ксо 1о Юо $)n (Г, +Й вЂ” 4Л/3).

С полученной многофазной ЭДС сравнивают инвертированное многофазное напряжение, а трехфазную ЭДС как выходное трехфазное напряжение прикладывают к электроприемникам переменного тока.

Читайте также:  Проект кухни с газовой колонкой фото

Поставленную цель изобретения достигают путем электромагнитного уравновешивания входного постоянного тока в контуре многофазного напряжения с выходным трехфазным током в контуре трехфазного напряжения.. Электромагнитное равновесие разного рода токов обеспечивают следующим образом, За счет управления ключевыми элементами в многофазной мостовой схеме подгоняют инвертированное. многофазное напряжение к индуктированной от основного магнитного потока многофазной ЭДС так, чтобы на временной диаграмме каждый из чередующихся друг за другом прямоугольников фазных напряжений размещался симметрично по обе стороны от амплитуды соответствующей ему фазной

ЭДС. Причем предварительно выбирают такое общее число и фаз для многофаэного напряжения и многофазной ЭДС, при кото5 ром за счет малой продолжительности прямоугольников фаэных напряжений, мгновенные значения фазных ЭДС на соответствующих временных участках мало отличаются от амплитудных значений. В

10 результате на чередующихся друг за другом временных участках и во времени в целом на стороне постоянного напряжения получают постоянный ток с малыми пульсациями:

R4 где 04, 14 — входные постоянное напряжение и ток; е о" " — фазные ЭДС на временных участкак в окрестностях их амплитуд;

R4 — приведенное к контуру многофазного напряжения активное сопротивление электроприемников переменного тока, Протекающий в контуре многофазного напряжения цостоянный ток создает потокосцепление самоиндукции согласно выражению (5). Это потокосцепление уравновешивается потокосцеплением самоиндукции от активной составляющей выходного трехфазного тока.

После подстановки в выражение (6) значений трехфазного тока

1а =!макс cos (0i у);

1Ь = !Mакс СО$ (Й p — 2Л/3); (10)

Ic = !макс со$ (Й у"- 4 ЛГЗ ), где Iмакс -амплитуда трехфазного тока, .

45 р — угол, характеризующий соотношение активной и реактивной составляющих в трехфазном токе, и последующего суммирования фазных значений получают результирующее потокосцепление самоиндукции от трехфазного тока фа, Ь, с – — 2 Ка !макс СО$ (1о Й + P ) (11)

55 или после разложения по формуле косинуса двух углов в виде двух составляющих: фа,Ь, с =ф4 фя (12) 1690143 (16) гДе gd = — Ka !макс cos (fo Й ) с0$ P — по,3

2 токосцепление от активной составляющей трехфазного тока; (13)

gq = Ka макс Si> (о 6i ) Sin P Пото2 косцегление от реактивНой составляющей трехфазного тока . (14) Сопоставление выражения (5) для потокосцепления от входного постоянного тока с выражением (13) для потокосцепления от активной составляющей трехфазного тока показывает, что для их уравновешивания необходимым условием являются равенства:

Выполнениие равенства (15) обеспечивают путем регулирования величины lmo макс в выражении (9) для входного постоянного тока ld. Регулирование Imp " осуществляют за счет изменения величины тока Io от стороннего источника в электрическом контуре формирования основного магнитного потока согласно выражению (1). Второе равенство (16) поддерживают в допустимых пределах отклонений О п от текущих значений 0, за счет выбора общего числа фаз для многофазного напряжения и многофазной

ЭДС, При этом погрешность, деленная на обе стороны от амплитуд чередующихся фазных ЭДС, не превышает значения:

Устройство для преобразования постоянного тока в трехфазный переменный содержит трансформатор 1, подключенный через многофазный инвертор2 входного постоянного напряжения к основному источнику 3 постоянного тока и через тиристорный переключатель 4 к стороннему источнику 5 постоянного тока с близким к нулю напряжением.

Трансформатор 1 выполнен на тороидальном ленточном сердечнике магнитопровода с одной первичной обмоткой 6 и тремя вторичными обмотками 7 — 9. Сердечник имеет, в частности, тридцать шесть отверстий, разделяющий равноотстоящие стержни магнитопровода, Каждая обмотка

6-9 состоит из двух параллельно соединенных катушек, уложенных на диаметрально противоположных сторонах сердечника магнитопровода, Катушки обмоток 6 — 9 образованы путем намотки вокруг стержней

55 сердечника, каждая катушка состоит из восемнадцати элементарных витков, каждый виток охватывает пятнадцать стержней, каждый последующий виток сдвинут на один стержень в сторону намотки, последний виток одной катушки соединен с первым витком второй катушки, и наоборот, Первичная обмотка 6 снабжена отпайками от витков одной и другой ее катушек, которые присоединены к выходам инвертора 2 и переключателя 4. Вторичные обмотки

7-9 являются обмотками трехфазного тока, соединенные в звезду и подключены к электроприемникам трехфазного тока (не показан). Вторичная обмотка 7 выполнена аналогично первичной обмотке 6 за исключением отпаек. Вторичная обмотка 8 выполнена аналогично обмотке 7 и относительно нее размещена со сдвигом в сторону намотки на двенадцать стержней сердечника магнитопровода. Вторичная обмотка 9 выполнена аналогично обмотке 8 со сдвигом относительно нее также на двенадцать стержней сердечника магнитопровода.

Инвертор 2 напряжения выполнен на тиристорах по мостовой, в частности, тридцатишестифазной схеме. Первые восемнадцать фаз инвертора 2 подключены к отпайкам одной катушки обмотки 6, а вторые — к отпайкам ее другой катушки. Инвертор 2 предусмотрен с углом проводимости

10 эл.град, для каждого плеча его моста.

Переключатель 4 выполнен на тиристорах с принудительной емкостной коммутацией также и тридцатишестифазной мостовой схеме с углом проводимости каждого плеча моста 10 эл.град, Устройство для преобразования постоянного тока, в трехфазный переменный работает следующим образом.

Предварительно через переключатель 4 подключают источник 5 к начальной паре отпаек первичной обмотки 6 и формируют приближенное к косинусоидальному распределение основного потока по стержням магнитопровода трансформатора 1, Начальный ток источника делится по параллельно соединенным катушкам обмотки 6, каждая из которых создает однонаправленные составляющие, дающие в сумме результирующее распределение потока Фо.

Переключением отпаек обмотки 6 при помощи переключателя 4 вызывает движение распределения потока Фа вдоль оси распределения I.

В силу электромагнитной инерции движение распределения потока ФЬ на участках между переключениями отпаек обмотки

6 приобретает плавный характер, Частоту

10 переключения задают пропорционально числу отпаек и частоте выходного трехфазного напряжения.

Движущееся распределение основного потока Фо наводит многофазную ЭДС в 5 первичной обмотке 6 и трехфазную ЭДС во вторичных обмотках 7 — 9 трансформатора 1.

Многофазная ЭДС уравновешивает инвертированное многофазное напряжение на выходе инвертора напряжения 2. Трехфаэ- 10 ная ЭДС создает в цепях электроприемников трехфазный ток.

Потокосцепление от протекающего по вторичным обмоткам 7-9 трехфазного тока уравновешивается двумя слагаемыми пото- 15 косцеплениями перви ной обмотки 6. Первое слагаемое потокосцепления обмотки 6 от тока основного источника 3 уравновешивает потокосцепление, создаваемое активной составляющей трехфазного тока 20 обмоток 7-9, второе слагаемое от тока стороннего источника 5 — создаваемое реактивной составляющей того же тока электроприемников.

Электромагнитное уравновешивание 25 входного постоянного тока с выходным трехфазным током электроприемников переменного т-ока при помощи формирования основного магнитного потока за счет сто- . роннего источника постоянного тока с близ- 30 ким к нулю напряжением позволяет обеспечить качество электроэнергии по обе стороны преобразователя и тем достигнуть снижения виброакустической активности электроприемников переменного тока, а также реализующего способ преобразования оборудования.

Способ преобразования постоянного тока в трехфазный переменный путем инвертирования исходного постоянного напряжения в промежуточное многофаэное переменное напряжение прямоугольной формы, трансформировании этого напряжения на основном многофаэном магнитном потоке, векторном суммировании трансформированного многофазного напряжения в трехфазное напряжение, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения виброакустической активности электроприемников преобразованного тока, перед инвертированием и трансформированием напряжений оновной многофазный магнитный поток создают в форме распределения по косинусоиде вдоль оси, лежащей в плоскости поперечного сечения контура магнитного потока, и в течение заданного циклически повторяющегося периода трех-., фазного напряжения распределение магнитного потока равномерно продвигают вдоль оси так, чтобы начало косинусоиды достигло конца оси по окончании периода трехфазного напряжения.

Техред М.Моргентал Корректор M.äåì÷èê

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3824 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Похожие записи: