ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОДНОФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании трехфазных источников питания, предназначенных для электроснабжения различного электрооборудования, в том числе трехфазных электродвигателей от однофазной электросети.
Известен преобразователь однофазного напряжения в трехфазное /1/, состоящий из двух первичных обмоток и трех вторичных, который создает магнитодвижущие силы от однофазного источника питания и, благодаря разным магнитным свойствам стержней, возбуждает сдвинутые по фазе магнитные потоки, которые, в свою очередь, индуктируют электродвижущие силы с необходимым фазовым сдвигом.
Недостатком такого преобразователя является перерасход проводникового материала и излишние габариты магнитопровода, вызванные необходимостью размещения обмоток в окне.
Известен также преобразователь однофазного напряжения в трехфазное /2/, принятый за прототип, в котором основной магнитный поток возбуждается одной намагничивающей обмоткой, а фазовый сдвиг между магнитными потоками в крайних стержнях создается посредством короткозамкнутой обмотки, размещенной на одном из крайних стержней. Индуктируемые электродвижущие силы получаются во вторичных обмотках, находящихся на крайних стержнях трехстержневого магнитопровода.
Недостатком устройства является низкий коэффициент полезного действия из-за потерь мощности в короткозамкнутой обмотке.
Задачей настоящего изобретения является улучшение энергетических характеристик преобразователя однофазного напряжения в трехфазное при питании трехфазной нагрузки, соединенной по схеме треугольника, упрощение и уменьшение металлоемкости конструкции преобразователя.
Указанная задача решается тем, что в среднем стержне трехстержневого магнитопровода первичной обмоткой возбуждается магнитный поток от однофазного источника питания, выбранное соотношение активных и реактивных составляющих магнитных проницаемостей крайних магнитопроводов
х1
х2
где μ, μ - соответственно реактивная составляющая магнитной проницаемости первого и второго крайнего магнитопровода;
r1
r2
μ, μ - соответственно активная составляющая магнитной проницаемости первого и второго крайнего магнитопровода;
обеспечивает фазовый сдвиг между магнитными потоками крайних стержней в 60°, магнитными потоками индуктируются электродвижущие силы во вторичных обмотках, размещенных на крайних магнитопроводах, подключаемую трехфазную нагрузку соединяют по схеме треугольника, а для получения третьей электродвижущей силы геометрически вычитают электродвижущие силы, индуктируемые во вторичных обмотках.
Предлагаемый преобразователь показан на фигуре 1, а векторная диаграмма, поясняющая принцип его работы, изображена на фигуре 2.
Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное содержит трех-стержневой магнитопровод, ярма и стержни которого выполнены одинаковой длины с равными поперечного сечения, первичную обмотку 1, размещенную на среднем стержне и присоединенную к однофазному источнику питания, на крайних магнитопроводах размещены вторичные обмотки 2 и 3, к которым подключена трехфазная нагрузка, при этом, две ветви трехфазной нагрузки 4 и 6 присоединены между началом и концом каждой из вторичных обмоток, а третья нагрузочная ветвь 5 включена между началом первой вторичной обмотки 3 и концом второй вторичной обмотки 2, направления намотки которых на магнитопроводах взаимно противоположны, а конец первой вторичной обмотки 3 и начало второй вторичной обмотки 2 объединены. При этом активные и реактивные составляющие магнитных проницаемостей крайних магнитопроводов соотносятся между собой как
Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное работает следующим образом.
Ток, протекающий по обмотке 1 возбуждает магнитный поток, который в крайних магнитопроводах преобразователя разветвляется на два магнитных потока Ф1 и Ф2. Благодаря выбранному соотношению магнитных свойств крайних магнитопроводов магнитные потоки в них сдвигаются относительно друг друга на 60° и индуктируют во вторичных обмотках 2 и 3 соответствующие электродвижущие силы Е1 и Е2 (фиг.2). Под действием электродвижущих сил Е1 и Е2 в ветвях нагрузки 4, 6 будут протекать токи. Ток в нагрузочной ветви 5 будет протекать под действием электродвижущей силы Е3, полученной в результате геометрического вычитания векторов электродвижущих сил Е1 и Е2, как показано на фиг.2.
Указанный преобразователь позволяет эффективно использовать габарит трехфазных электродвигателей при их питании от однофазной сети и существенно уменьшить металлоемкость самого преобразователя.
Источники информации, принятые во внимание, при составлении заявки:
1. Патент Российской Федерации 2192088, Н 02 М 5/14, 2002 г., БИ №30.
2. Патент Российской Федерации 2131639, Н 02 М 5/14, 1999 г., БИ №16 - прототип.