RU168102U1 - Three-phase voltage source with adjustable unbalance - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники, в частности может быть использована для исследования несимметричных режимов работы трехфазных асинхронных двигателей и других трехфазных электроприемников.Источник трехфазного напряжения с регулируемой несимметрией, содержащий симметричный источник трехфазного напряжения и блок регулировки несимметрии, отличающийся тем, что блок регулировки несимметрии дополнительно содержит трехфазный асинхронный двигатель с устройством плавного поворота ротора и трехфазный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к симметричному источнику трехфазного напряжения с обратным чередованием фаз, обмотка статора трехфазного асинхронного двигателя подключена к симметричному источнику трехфазного напряжения с прямым чередованием фаз, вторичная обмотка трехфазного трансформатора соединена последовательно с обмоткой ротора трехфазного асинхронного двигателя и имеет отводы.Технический результат - возможность плавного регулирования угла несимметрии при дискретном изменении коэффициента несимметрии напряжения от 2% до 10%.The utility model relates to the field of electrical engineering, in particular, it can be used to study asymmetric operating modes of three-phase asynchronous motors and other three-phase power receivers. A three-phase voltage source with adjustable asymmetry, containing a symmetric three-phase voltage source and an asymmetry adjustment unit, characterized in that the asymmetry adjustment unit is additionally contains a three-phase induction motor with a device for smooth rotation of the rotor and a three-phase transformer, p the primary winding of which is connected to a symmetric three-phase voltage source with reverse phase rotation, the stator winding of a three-phase asynchronous motor is connected to a symmetric three-phase voltage source with direct phase rotation, the secondary winding of a three-phase transformer is connected in series with the rotor winding of a three-phase asynchronous motor and has the possibility of tapping. smooth adjustment of the asymmetry angle with a discrete change in the voltage asymmetry coefficient o t 2% to 10%.

Description

Полезная модель относиться к области электротехники, в частности может быть использована для исследования несимметричных режимов работы трехфазных асинхронных двигателей и других трехфазных электроприемников.The utility model relates to the field of electrical engineering, in particular, can be used to study asymmetric operating modes of three-phase asynchronous motors and other three-phase electrical receivers.

За прототип выбран источник трехфазного напряжения с регулируемой несимметрией, содержащий источник симметричного трехфазного напряжения и блок регулировки несимметрии с тремя линейными потенциометрами и приборами контроля с целью повышения точности, технологичности и расширения числа проверяемых параметров, блок регулировки несимметрии, дополнен источником постоянного тока, тремя трехвходовыми сумматорами, трех- и однофазным фазовращателями и семью множительными устройствами, три из которых объединены в блок прямой последовательности, три других совместно с трехфазным фазовращателем - в блок обратной последовательности и последнее с однофазным фазовращателем - в блок нулевой последовательности, одни входы множительных устройств в каждом блоке объединены и подключены к движку соответствующего потенциометра, другие - к источнику трехфазного напряжения, причем в блоке прямой последовательности непосредственно и с прямым чередованием фаз, в блоке обратной последовательности - через трехфазный фазовращатель и с обратным чередованием фаз, в блоке нулевой последовательности - через фазовращатель к одной из фаз, выходы множительных устройств блока прямой последовательности подключены к первым входам сумматоров, блока обратной последовательности - к вторым входам, а блока нулевой последовательности - к третьим входам, выходы сумматоров - к выходным клеммам блока регулировки несимметрии, а крайние зажимы потенциометров - к полюсам источника постоянного тока (Авторское свидетельство №769684, опубл. 07.10.1980).For the prototype, a three-phase voltage source with adjustable asymmetry was selected, which contains a symmetric three-phase voltage source and an asymmetry adjustment unit with three linear potentiometers and control devices in order to increase accuracy, manufacturability and expand the number of tested parameters, the asymmetry adjustment unit is supplemented with a direct current source, three three-input adders , three- and single-phase phase shifters and seven multiplying devices, three of which are combined into a direct sequence unit Three others together with a three-phase phase shifter into a negative sequence unit and the last with a single-phase phase shifter into a zero sequence unit, some inputs of multiplying devices in each unit are combined and connected to the slider of the corresponding potentiometer, others to a three-phase voltage source, and in the direct unit sequences directly and with direct phase rotation, in the reverse sequence block through a three-phase phase shifter and with reverse phase rotation, in the zero sequence block aliases - through the phase shifter to one of the phases, the outputs of the multiplying devices of the direct sequence unit are connected to the first inputs of the adders, the negative sequence unit to the second inputs, and the zero sequence unit to the third inputs, the outputs of the adders to the output terminals of the asymmetry adjustment unit, and the extreme ones clamps of potentiometers - to the poles of a direct current source (Copyright certificate No. 769684, publ. 10/07/1980).

Недостатками известного технического решения, препятствующими достижению заявленного технического результата, являются:The disadvantages of the known technical solutions that impede the achievement of the claimed technical result are:

- отсутствие возможности установки конкретных значений коэффициента несимметрии напряжения по обратной последовательности, в частности 2% и 4%, указанных в ГОСТ 32144-2013;- the inability to set specific values of the voltage asymmetry coefficient in the reverse order, in particular 2% and 4% specified in GOST 32144-2013;

- наличие большого количества конструктивных элементов, что значительно усложняет конструкцию.- the presence of a large number of structural elements, which greatly complicates the design.

Техническая проблема - получение трехфазной несимметричной звезды напряжений, содержащей прямую и обратную последовательности, с регулируемыми значениями угла и коэффициента несимметрии.The technical problem is to obtain a three-phase asymmetric voltage star containing the direct and reverse sequences, with adjustable values of the angle and asymmetry coefficient.

Технический результат - возможность плавного регулирования угла несимметрии при дискретном изменении коэффициента несимметрии напряжения от 2% до 10%.EFFECT: possibility of smooth adjustment of the asymmetry angle with a discrete change in the voltage asymmetry coefficient from 2% to 10%.

Технический результат достигается источником трехфазного напряжения с регулируемой несимметрией, содержащем симметричный источник трехфазного напряжения и блок регулировки несимметрии, при этом блок регулировки несимметрии дополнительно содержит трехфазный асинхронный двигатель с устройством плавного поворота ротора и трехфазный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к симметричному источнику трехфазного напряжения с обратным чередованием фаз, обмотка статора трехфазного асинхронного двигателя подключена к симметричному источнику трехфазного напряжения с прямым чередованием фаз, вторичная обмотка трехфазного трансформатора соединена последовательно с обмоткой ротора трехфазного асинхронного двигателя и имеет отводы.The technical result is achieved by a three-phase voltage source with adjustable asymmetry, containing a symmetric three-phase voltage source and an asymmetry adjustment unit, while the asymmetry adjustment unit further comprises a three-phase asynchronous motor with a rotor smooth rotation device and a three-phase transformer, the primary winding of which is connected to a symmetric three-phase voltage source with reverse phase rotation, the stator winding of a three-phase asynchronous motor is connected to the sym to a three-phase voltage source with direct phase rotation, the secondary winding of a three-phase transformer is connected in series with the rotor winding of a three-phase asynchronous motor and has taps.

Существенными признаками, влияющими на заявленный технический результат, являются:The essential features affecting the claimed technical result are:

- дополнительное содержание трехфазного асинхронного двигателя с устройством плавного поворота ротора;- additional content of a three-phase induction motor with a device for smooth rotation of the rotor;

- дополнительное содержание трехфазного трансформатора, первичная обмотка которого подключена к симметричному источнику трехфазного напряжения с обратным чередованием фаз, а обмотка статора трехфазного асинхронного двигателя - с прямым чередованием фаз;- additional content of a three-phase transformer, the primary winding of which is connected to a symmetric source of three-phase voltage with reverse phase rotation, and the stator winding of a three-phase asynchronous motor with direct phase rotation;

- выполнение присоединения вторичной обмотки трансформатора последовательно с обмоткой ротора трехфазного асинхронного двигателя;- performing the connection of the secondary winding of the transformer in series with the rotor winding of a three-phase asynchronous motor;

- наличие отводов вторичной обмотки трехфазного трансформатора.- the presence of taps of the secondary winding of a three-phase transformer.

Дополнительное содержание трехфазного асинхронного двигателя с устройством плавного поворота ротора дает возможность плавного регулирования угла несимметрии напряжения по обратной последовательности.The additional content of a three-phase asynchronous motor with a device for smooth rotation of the rotor makes it possible to smoothly control the angle of voltage asymmetry in the reverse sequence.

Дополнительное содержание трехфазного трансформатора, первичная обмотка которого подключена к источнику трехфазного напряжения с обратным чередованием фаз, а обмотка статора трехфазного асинхронного двигателя с прямым чередованием, позволяет получать несимметричную трехфазную звезду векторов ЭДС с прямым чередованием фаз.The additional content of a three-phase transformer, the primary winding of which is connected to a three-phase voltage source with reverse phase rotation, and the stator winding of a three-phase asynchronous motor with direct alternation, allows to obtain an asymmetric three-phase star of EMF vectors with direct phase rotation.

Выполнение присоединения вторичной обмотки трансформатора последовательно с обмоткой ротора трехфазного асинхронного двигателя обеспечивает сложение векторов ЭДС этих обмоток.The connection of the secondary winding of the transformer in series with the rotor winding of a three-phase induction motor provides the addition of the EMF vectors of these windings.

Наличие отводов вторичной обмотки трехфазного трансформатора позволяет дискретно устанавливать величину коэффициента несимметрии от 2% до 10%.The presence of taps of the secondary winding of a three-phase transformer allows you to discretely set the value of the asymmetry coefficient from 2% to 10%.

Полезная модель поясняется чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На фигуре 1 показана электрическая принципиальная схема источника трехфазного напряжения с регулируемой несимметрией. На фигуре 2 представлен общий вид источника трехфазного напряжения с регулируемой несимметрией. На фигуре 3 приведены примеры установки угла несимметрии и получения трехфазной несимметричной системы векторов.The figure 1 shows the electrical circuit diagram of a three-phase voltage source with adjustable asymmetry. The figure 2 presents a General view of a three-phase voltage source with adjustable asymmetry. The figure 3 shows examples of setting the angle of asymmetry and obtaining a three-phase asymmetric system of vectors.

Источник трехфазного напряжения с регулируемой несимметрией содержит: симметричный источник трехфазного напряжения 1, блок регулировки несимметрии 2, трехфазный асинхронный двигатель 3 с устройством плавного поворота ротора 4, трехфазный трансформатор 5, первичную обмотку 6 трехфазного трансформатора 5, обмотку статора 7 трехфазного асинхронного двигателя 3, вторичную обмотку 8 трехфазного трансформатора 5, обмотку ротора 9 трехфазного асинхронного двигателя 3, отводы 10.A three-phase voltage source with adjustable asymmetry contains: a symmetric three-phase voltage source 1, an asymmetry adjustment unit 2, a three-phase asynchronous motor 3 with a device for smooth rotation of the rotor 4, a three-phase transformer 5, a primary winding 6 of a three-phase transformer 5, a stator winding 7 of a three-phase asynchronous motor 3, a secondary winding 8 of a three-phase transformer 5, winding of the rotor 9 of a three-phase asynchronous motor 3, taps 10.

Пример конкретного выполненияConcrete example

Пример 1.Example 1

Обмотка статора 7 трехфазного асинхронного двигателя 3 и первичная обмотка трансформатора 6 подключаются к симметричному источнику трехфазного напряжения 1. Обмотка фазного ротора 9 трехфазного асинхронного двигателя 3 соединяется последовательно с вторичной обмоткой 8 трехфазного трансформатора 5. Изменение угла несимметрии напряжения прямой последовательности осуществляется при помощи устройства плавного поворота ротора 4. При установке геометрического угла α происходит поворот звезды ЭДС прямой последовательности на угол α'=2α, т.к. трехфазный асинхронный двигатель четырехполюсный. Величина коэффициента несимметрии напряжения устанавливается путем выбора соответствующих отводов 10 вторичной обмотки 8 трехфазного трансформатора 5. В частности, коэффициенту несимметрии 2% соответствует первый ряд отводов 10 вторичной обмотки трехфазного трансформатора 5.The stator winding 7 of the three-phase asynchronous motor 3 and the primary winding of the transformer 6 are connected to a symmetric source of three-phase voltage 1. The winding of the phase rotor 9 of the three-phase asynchronous motor 3 is connected in series with the secondary winding 8 of the three-phase transformer 5. The direct sequence voltage asymmetry is changed using a smooth rotation device rotor 4. When setting the geometric angle α, the EMF star of the direct sequence rotates by an angle α '= 2α, because three-phase four-pole asynchronous motor. The value of the voltage asymmetry coefficient is established by selecting the corresponding taps 10 of the secondary winding 8 of the three-phase transformer 5. In particular, the asymmetry coefficient of 2% corresponds to the first row of taps 10 of the secondary winding of the three-phase transformer 5.

Пример 2.Example 2

Обмотка статора 7 трехфазного асинхронного двигателя 3 и первичная обмотка трансформатора 6 подключаются к симметричному источнику трехфазного напряжения 1. Обмотка фазного ротора 9 трехфазного асинхронного двигателя 3 соединяется последовательно с вторичной обмоткой 8 трехфазного трансформатора 5. Изменение угла несимметрии напряжения прямой последовательности осуществляется при помощи устройства плавного поворота ротора 4. При установке геометрического угла α происходит поворот звезды ЭДС прямой последовательности на угол α'=2α, т.к. трехфазный асинхронный двигатель четырехполюсный. Величина коэффициента несимметрии напряжения устанавливается путем выбора соответствующих отводов 10 вторичной обмотки 8 трехфазного трансформатора 5. В частности, коэффициенту несимметрии 10% соответствует последний ряд отводов 10 вторичной обмотки трехфазного трансформатора 5.The stator winding 7 of the three-phase asynchronous motor 3 and the primary winding of the transformer 6 are connected to a symmetric source of three-phase voltage 1. The winding of the phase rotor 9 of the three-phase asynchronous motor 3 is connected in series with the secondary winding 8 of the three-phase transformer 5. The direct sequence voltage asymmetry is changed using a smooth rotation device rotor 4. When setting the geometric angle α, the EMF star of the direct sequence rotates by an angle α '= 2α, because three-phase four-pole asynchronous motor. The value of the voltage asymmetry coefficient is established by selecting the corresponding taps 10 of the secondary winding 8 of the three-phase transformer 5. In particular, the asymmetry coefficient of 10% corresponds to the last row of taps 10 of the secondary winding of the three-phase transformer 5.

Таким образом, заявленный источник трехфазного напряжения с регулируемой несимметрией обеспечивает возможность плавного регулирования угла несимметрии при дискретном изменения коэффициента несимметрии напряжения от 2% до 10%.Thus, the claimed source of three-phase voltage with adjustable asymmetry provides the ability to smoothly control the angle of asymmetry with a discrete change in the coefficient of asymmetry of voltage from 2% to 10%.

Claims (1)

Источник трехфазного напряжения с регулируемой несимметрией, содержащий симметричный источник трехфазного напряжения и блок регулировки несимметрии, отличающийся тем, что блок регулировки несимметрии дополнительно содержит трехфазный асинхронный двигатель с устройством плавного поворота ротора и трехфазный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к симметричному источнику трехфазного напряжения с обратным чередованием фаз, обмотка статора трехфазного асинхронного двигателя подключена к симметричному источнику трехфазного напряжения с прямым чередованием фаз, вторичная обмотка трехфазного трансформатора соединена последовательно с обмоткой ротора трехфазного асинхронного двигателя и имеет отводы.A three-phase voltage source with adjustable asymmetry, comprising a symmetric three-phase voltage source and an asymmetry adjustment unit, characterized in that the asymmetry adjustment unit further comprises a three-phase asynchronous motor with a rotor smooth rotation device and a three-phase transformer, the primary winding of which is connected to a symmetric reverse-phase three-phase voltage source phase, the stator winding of a three-phase asynchronous motor is connected to a symmetrical source of tre Direct phase voltage phase sequence, a three-phase transformer secondary winding coupled in series with the rotor winding of the three-phase induction motor, and has bends.

Images