SU1450051A1 - Single- to three-phase voltage converter - Google Patents
Single- to three-phase voltage converter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1450051A1 SU1450051A1 SU874245737A SU4245737A SU1450051A1 SU 1450051 A1 SU1450051 A1 SU 1450051A1 SU 874245737 A SU874245737 A SU 874245737A SU 4245737 A SU4245737 A SU 4245737A SU 1450051 A1 SU1450051 A1 SU 1450051A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- differential transformer
- capacitor
- terminal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано 9о вспомогательном электрообсфудова- нии в качестве источника питани . Цель изобретени - получение номинального выходного напр жени при пониженном входном напр жении, уменьшение энергозатрат, массогабаритных показателей и повышение надежности запуска электродвигател ,при использовании его в качестве нагрузки. Дополнительно введенный конденсатор 13 с помощью переключателей 14, 10 подключаетс параллельно резистивному элементу 12 и вторичной обмотке диф- ференциальнрго трансформатора 8 и к фазам А, С нагрузки. Перва первична обмотка трансформатора 8 и его вторична обмотка подключены к входному выводу 1, Резистивньй элемент 12 вьшолнен нелинейным. При понижении входного напр жени путем переключений переключателей 10, 14 осуществл ютс .с помощью автотрансформатора 4 и указанных выше элементов регулирование выходного напр жени до достижени последним номинального значени с одновременным уменьшением величины емкости конденсатора 13 и исключение прохождени пускового тока в фазу А нагрузки через первую первичную обмотку трансформатора 8. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л 4аь сл елThe invention relates to electrical engineering and can be used 9 auxiliary electrofusion as a power source. The purpose of the invention is to obtain a nominal output voltage with a reduced input voltage, a decrease in energy consumption, weight and dimensions, and an increase in the reliability of starting an electric motor, when used as a load. The additionally introduced capacitor 13 is connected via switches 14, 10 in parallel with the resistive element 12 and the secondary winding of the differential transformer 8 and to the phases A and C of the load. The first primary winding of the transformer 8 and its secondary winding are connected to the input terminal 1. Resistive element 12 is non-linear. When the input voltage is lowered by switching the switches 10, 14, the autotransformer 4 and the above elements are controlled by adjusting the output voltage until the latter reaches its nominal value while reducing the capacitor 13 capacitance and eliminating the starting current in phase A of the load through the first primary transformer winding 8. 2 zp f-ly, 2 ill. (L 4a followed
Description
Изобретение относитс к электроехнике и может быть использовано напримерJ при ремонте железной дороги или в качестве вспомогательного оборудовани на электропоездах с питанием переменным током.The invention relates to electrical equipment and can be used, for example, in the repair of a railway or as an auxiliary equipment on electric trains with AC power.
Цель изобретени - получение номинального выходного напр жени при пониженном входном напр жении, а также уменьшение энергозатрат, массога- баритных показателей и повышение надежности запуска электродвигател при использовании его в качестве нагрузки .The purpose of the invention is to obtain a nominal output voltage at a lower input voltage, as well as a reduction in energy consumption, mass-size parameters and an increase in the reliability of starting an electric motor when used as a load.
На фиг. 1 дана принципиальна схема преобразовател ; на фиг. 2 - векторна диаграмма напр жений и токов при пониженном входном напр жении .FIG. 1 shows a circuit diagram of a converter; in fig. 2 is a vector diagram of voltages and currents at a reduced input voltage.
Преобразователь (фиг. 1) содер- жит входные выводы 1 и 2, из которых второй входной вывод .2 вл етс общим с вторым выходным выводом 3, Автотрансформатор 4, подсоединенный своим понижающим выводом к выводу 3, имеет промажуточньй вьгоод 5 и повьша- ющий вывод 6. Между выводом 5 автотрансформатора и первьв«1 входным выводом 1 включена цепочка из последовательно соединенньж конденсатора 7 и первой первичной обмотки дифференциального трансформатора 8. Перва первична обмотка одним выводом подключена к первому входному выводу 1 , Первый выходной вывод 9 через первый (режимный) переключатель 10 может быть подсоединен к одному из выводов первой первичной обмотки дифференциального трансформатора 8, Повьпиающий вывод 6 автотрансформатора и третий выходной вывод 11 соединены через вторую первичную обмотку трансформатора 8. К вторичной обмотке трансформатора 8 подключен резистор 12, а также дополни тельный конденсатор 13 через второй (режимный) переключатель 14, причем обща точка соединени резистора 12 и конденсатора 13 подключена к входному вьшоду 1. Переключатель 14 может подключать свободный вывод конденсатора 13 или к вторичной обмотке дифференциального трансформатора 8, или в отключенное положение, или к выходному выводу 11 К выходным выводам 3, 9 и 11 соответственно подключен фазы В, А, С нагрузки 15.The converter (Fig. 1) contains input terminals 1 and 2, of which the second input terminal .2 is common with the second output terminal 3, Autotransformer 4, connected by its lowering terminal to terminal 3, has a intermediate terminal 5 and pin 6. Between pin 5 of the autotransformer and the first “1 input pin 1, a chain of a series-connected capacitor 7 and the first primary winding of the differential transformer 8 is turned on. The first primary winding is connected to the first input pin 1, the first output winding The output 9 via the first (modal) switch 10 can be connected to one of the terminals of the first primary winding of the differential transformer 8, the scorching terminal 6 of the autotransformer and the third output terminal 11 are connected via the second primary winding of the transformer 8. A resistor 12 is connected to the secondary winding of the transformer 8, and the additional capacitor 13 is also connected via a second (modal) switch 14, the common point of connection between the resistor 12 and the capacitor 13 is connected to the input port 1. The switch 14 can connect a free one terminal of the capacitor 13 or to the secondary winding of the differential transformer 8, or in the disconnected position, or to the output terminal 11 To the output terminals 3, 9 and 11, respectively, the phases B, A, C of the load 15 are connected.
Преобразователь работает следую- цим образом.The converter works as follows.
При объединении с помощью переключател 10 входного вывода 1 с выходным выводом 9 и при нахождении переключател 14 в промежуточном состо нии , т.е. без подключени конденсатора 13, происходит, как и в известном устройстве преобразование однофазного напр жени в трехфазное. При этом .фазы А и В нагрузки 15 большую часть энергии получают непосредственно от выводов 1 и 2, подсоединенныхWhen combined with input switch 1 with output switch 10 with output output 9, and with switch 14 in an intermediate state, i.e. without connecting a capacitor 13, as in the known device, a single-phase voltage is converted into a three-phase voltage. In this case. Phases A and B of load 15 most of the energy is obtained directly from pins 1 and 2, connected
к питающей однофазной линии. Входна часть автотрансформатора 4 (между выводами 5 и 3) последовательно с конденсатором 7 также подключена к . выводам 1 и 2, причем автотрансформатор передает входную мощность в третью фазу нагрузки 15.to the supply single-phase line. The input of the autotransformer 4 (between pins 5 and 3) in series with the capacitor 7 is also connected to. pins 1 and 2, and the autotransformer transmits the input power to the third phase of the load 15.
Ток нагрузки фазы С проход через обе первичные обмотки трансформатора 8, создает взаимно компенсирующиес The load current of phase C, passing through both primary windings of the transformer 8, creates mutually compensating
ампервитки, поэтому следует учитывать только ампервитки, вызванные током намагничивани автотрансформатора 4, который в нормальном режиме составл ет 5-10% от номинального тока. Поэтому в нормальном режиме напр жение на вторичной обмотке дифференциального трансформатора близко к нулю.therefore, only the revolutions caused by the magnetizing current of the autotransformer 4, which in the normal mode is 5-10% of the rated current, should be taken into account. Therefore, in normal mode, the voltage on the secondary winding of the differential transformer is close to zero.
5five
Преобразователь обеспечивает получение трехфазного симметричного тока в нагрузке (электродвигателе) только при одном выбранном значении нагрузки. Когда напр жение на автотрансформаторе 4 повышаетс сверх номинального, тоThe converter provides a three-phase symmetrical current in the load (electric motor) only with one selected value of the load. When the voltage on the autotransformer 4 rises above the nominal, then
из-за насыщени магнитопровода ток намагничивани интенсивно нелинейно возрастает . При этом в дифференциальном трансформаторе 8 соответственно возрастают некомпенсированные ампервитки, Due to the saturation of the magnetic circuit, the magnetizing current increases nonlinearly. At the same time, in the differential transformer 8, uncompensated amp revolutions increase,
с повьппаетс напр жение на вторичной обмотке , а также ток через резистор 12. Из-за протекани повьппенного тока через резистор 12 сдерживаетс повьшение тока в первичной цепи и уменьшаетс повьппение напр жени на автотрансформаторе 4. При случайном отключении нагрузки 15 от преобразовател дифференциальный трансформатор В с резистором 12 не могут устранить вление резонанса напр жений, но они уменьшают значительные перенапр жени и опасные перегревы, пока реле, напр жени (не показано),, подключенное к вторичной обмотке трансформатора 8, отключаетThe voltage on the secondary winding and the current through the resistor 12 are disconnected. Due to the flow of the current through the resistor 12, the current in the primary circuit is suppressed and the voltage on the autotransformer 4 decreases. In case of accidental disconnection of the load 15 from the converter, the differential transformer B s resistor 12 cannot eliminate the phenomenon of voltage resonance, but they reduce significant overvoltages and dangerous overheating, as long as the relay voltage (not shown) that a transformer connected to the secondary winding and 8, disables
00
1414
автоматический выключатель на входе преобразовател .circuit breaker on the input of the converter.
Когда переключатели 10 и 14 наход тс в положени х, показанных на фиг. 1, то преобразователь при пониженном входном напр жении обеспечивает номина ьные выходные напр жени . Дл этих условий на фиг. 2 показана векторна диаграмма в предположении, что угол нагрузки 1/пс котором линейные трехфазные токи электродвигател , используемого в качестве нагрузки , симметричны, равен 30, причем вектора токов отстают по фазе от векторов напр жений Ugg, U., между соответствующим выводом электродвигател и условной нейтральной точкой О в центре треугольника векторовWhen the switches 10 and 14 are in the positions shown in FIG. 1, the converter at rated input voltage provides nominal output voltages. For these conditions in FIG. 2 shows a vector diagram under the assumption that the load angle 1 / ps of which the linear three-phase currents of the motor used as the load are symmetrical is 30, and the current vector is out of phase from the voltage vector Ugg, U., between the corresponding output of the motor and the conditional neutral point O in the center of the triangle of vectors
напр жений , Ugc, Uc/t-voltage, Ugc, Uc / t-
На фиг. 1 и 2 стрелками указано направление тока от предполагаемого высшего потенциала к низшему потенциалу ветви, направление стрелок напр жени (не показано) выбрано по стрел- ке соответствующего тока, а на фиг. 2 у вектора каждого напр жени наконечник стрелки указывает какой потенциал прин т более высоким (индекс-высшего потенциала при обозначении напр жени пишетс nepBbw). Ток 1,, проход щий через конденсатор 7, опережает на 90° напр жение йд на этом конденсаторе . Ток i (, от вывода 6 автотрансформатора 4 в фазу С нагрузки (электро- двигател ) 15 св зан с током 1 следующим уравнением ампервитков:FIG. The 1 and 2 arrows indicate the direction of the current from the expected higher potential to the lower potential of the branch, the direction of the voltage arrows (not shown) is chosen along the arrow of the corresponding current, and FIG. 2, for each voltage vector, the arrowhead indicates which potential is taken to be higher (the index of the highest potential at voltage designation is written nepBbw). Current 1, passing through capacitor 7, is 90 ° ahead of the voltage across this capacitor. The current i (, from the output 6 of the autotransformer 4 to the load phase C (electric motor) 15 is connected with the current 1 by the following ampere-turn equation:
,,- Wjjt - Aw.o; .,, - Wjjt - Aw.o; .
где W;,, Wj - витки между выводами 5 и 3 соответственно выводами 3 и 6 автотрансформатора; AWj - ампервитки намагничивани автотрансформатора 4, которые в услови х нагрузки очень малые и потому приблизительно равны нулю. Поскольку на схеме фиг. 1 в автотрансформаторе 4 токи 1 и 1 направлены противоположно, то на векторной диаграмме фиг. 2 они совпадают по фазе . Обход контур вывод J - перва первична обмотка трансформатора 8 - конденсатор 7 - автотрансформатор 4 - вывод 2. - источник питани - вывод 1,where W; ,, Wj - turns between pins 5 and 3, respectively, pins 3 and 6 of the autotransformer; AWj are the amperages of magnetization of the autotransformer 4, which under conditions of load are very small and therefore approximately equal to zero. Since the diagram of FIG. 1 in the autotransformer 4, currents 1 and 1 are opposite, then in the vector diagram of FIG. 2 they coincide in phase. Circuit circuit output J - the first primary winding of the transformer 8 - capacitor 7 - autotransformer 4 - output 2. - power supply - output 1,
5 15 1
получим следующие уравнени лл напр жений и токов (фиг. 1).we obtain the following equations for voltages and currents (Fig. 1).
Ut. ид5 г - 71 0; и,и,„;Ut. id5 g - 71 0; and, and, “;
i, (i.A + - i Wgfe/w.); i-,w. - i,Wo. AW,i, (i.A + - i Wgfe / w.); i-, w. - i, Wo. AW,
-I «1-I "1
«В "AT
Q 5 Q 5
00
5 о 5 5 about 5
00
00
5five
5five
где W ., ffc число витков первой и соответственно второй первичных обмоток трансформатора 8;where W., ffc is the number of turns of the first and respectively the second primary windings of the transformer 8;
AW jj - суммарное число первичных дифференциальных ампервитков у трансформатора 8 (без учета реактивного тока Ip); Z,, - приведенное к виткамAW jj is the total number of primary differential ampere turns in transformer 8 (excluding reactive current Ip); Z ,, - reduced to turns
- о- about
W..сопротивление всехW..resistance of all
лl
цепей трансформатора 8 (резистор 12, конденсатор 13 и цепи намагничивани этого трансформатора ) ,transformer 8 circuits (resistor 12, capacitor 13 and magnetization circuits of this transformer),
Предположим, что дл дифференциального трансформатора 8 выполнено идеальное условие AWgj 0. В таких услови х напр жение U,д зависит лишь от тока 1д. Если емкость конденсатора 13 выбрана так, что сопротивление конденсатора приблизительно в три раза меньше, чем сопротивление резистора 12, а ток намагничивани трансформатора 8 относительно мал, то получим векторную диаграмму на фиг.2, из которой видно, что каждый из равных модулей выходных напр жений и JC больше, чем модуль входного напр жени U-j Таким образом, преобразователь обеспечивает нормальную работу электродвигател при пониженном напр жении на входе преобразовател .Suppose that for the differential transformer 8 the ideal condition AWgj 0 is fulfilled. Under such conditions, the voltage U, g depends only on the current 1d. If the capacitance of the capacitor 13 is chosen so that the resistance of the capacitor is approximately three times less than the resistance of the resistor 12, and the magnetizing current of the transformer 8 is relatively small, then we obtain a vector diagram in Fig. 2, from which it can be seen that each of the equal output voltage modules and JC is larger than the input voltage module Uj. Thus, the converter ensures the normal operation of the electric motor with a low voltage at the input of the converter.
1one
Чтобы обеспечение этой функции происходило при относительно малом модуле напр жени U ,дна первой первичной обмотке трансформатора В, возможны два приема: резистор 12 вьтол- нить нелинейным, например, путем подключени параллельно ему варистора, у которого с увеличением напр жени сопротивление уменьшаетс ; у трансформатора 8 суммарное число первичных дифференциальных ампервитков AWn. выбрать немного отличающимс от нул , соблюда следующее неравенство:In order to ensure this function occurs with a relatively small voltage module U, the bottom of the first primary winding of transformer B, two methods are possible: resistor 12 is non-linear, for example, by connecting a varistor parallel to it, whose resistance decreases with increasing voltage; transformer 8 has a total number of primary differential ampere turns AWn. choose slightly different from zero, observing the following inequality:
liiWj.hli.wliiWj.hli.w
8181
Как видно из фиг. 2, векторна сумма токов I и 1д, проход щих че- рез первую первичную обмотку трансформатора 8 в режиме пониженного напр жени на входе преобразовател , оказываетс меньше, чем один ток 1 , протекающий через ту же обмотку в режиме нормального напр жени на входе преобразовател (переключатель 10 на фиг. 1 в другом положении).As can be seen from FIG. 2, the vector sum of the currents I and 1d passing through the first primary winding of the transformer 8 in the low voltage mode at the converter input is less than one current 1 flowing through the same winding in the normal voltage mode at the converter input ( switch 10 in Fig. 1 in a different position).
Если в режиме пониженного напр жени на входе преобразовател про- изойдет на его выходе случайное отключение электродвигател , то дифференциальный трансформатор вводит в первичную цепь не только приведенное к первичным виткам conpoTHBjfeHHe резистора 12 и собственное сопротивление намагничивани , но еще параллельное сопротивление конденсатора 13 При этом в местном контуре из упом - нутых параллельных сопротивлений мо- жет возникнуть феррорезонанс тока, вследствие чего скачком увеличиваетс напр жение на местном контуре, уменьша ток и перенапр жени при феррорезонансе напр жений в общем контуре, состо щем из автотрансформатора 4, конденсатора 7 и дифференциального трансформатора 8 с его упом нутой нагрузкой. Таким образом, в этом режиме обеспечиваетс ограниче- ние значительного перенапр жени и : опасного перегрева при случайном возникновении феррорезонанса напр жений . При пониженном входном напр жении однофазной линии пуск ненагру- женного трехфазного электродвигател через данный преобразователь целесообразно производить, выполнив следующую подготовку; переключатель 10 поставить в режим нормального входного напр жени (в другое край- неб положение по сравнению с фиг.1); переключатель 14 поставить в положение , при котором конденсатор 13 оказываетс включенным между вход- ным выводом 1 и выходным выводом 11.If, in the undervoltage mode at the converter input, an accidental motor shutdown occurs at the output of the converter, the differential transformer introduces into the primary circuit not only the conpoTHBjfeHHe resistor 12 brought to the primary turns and the parallel magnetization resistance, but also the parallel resistance of the capacitor 13 The circuit of the said parallel resistances may cause ferroresonance of the current, as a result of which the voltage on the local circuit increases abruptly, reducing the current and renapr ferroresonance voltage at voltages generally loop autotransformer consisting of a 4, a condenser 7 and a differential transformer 8 with its said load. Thus, in this mode, significant overvoltage is limited and: dangerous overheating in case of accidental occurrence of ferroresonance. With a reduced input voltage of a single-phase line, it is advisable to start an unloaded three-phase electric motor through this converter by performing the following preparation; switch 10 is set to the normal input voltage mode (to the other extreme position compared to Fig. 1); put switch 14 in the position in which capacitor 13 is connected between input terminal 1 and output terminal 11.
Перва рекомендаци введена дл того, чтобы большой пусковой ток в фазу А не проходил через первую первичн обмотку трансформатора 8, так как этот ток может вызвать срабатывание упом нутого реле максимального напр жени , подключенного к вторичной обмотке трансформатора 8 (не показано)The first recommendation is introduced so that a large starting current in phase A does not pass through the first primary winding of the transformer 8, since this current may trigger the above-mentioned overvoltage relay connected to the secondary winding of the transformer 8 (not shown)
с последующим отключением автоматического выключател на входе преобразовател . Втора рекомендаци введена дл облегчени запуска электродвигател за счет использовани конденсатора 13, который можно использовать с этой же целью и при нор мальном входном напр жении, При повышенном входном напр жении уменьшить выходные трехфазные напр жени можно если с помощью переключател 14 отключить свободный вывод конденсатора 13 и поставить переключатель 10 или как показано на-фиг. 1, или в среднее положение.with the subsequent shutdown of the automatic switch on the converter input. The second recommendation is introduced to facilitate motor starting by using a capacitor 13, which can be used for the same purpose and under normal input voltage. With an increased input voltage, three-phase output voltages can be reduced by using switch 14 to turn off the free output of a capacitor 13 and put the switch 10 or as shown in FIG. 1, or in the middle position.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874245737A SU1450051A1 (en) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | Single- to three-phase voltage converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874245737A SU1450051A1 (en) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | Single- to three-phase voltage converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1450051A1 true SU1450051A1 (en) | 1989-01-07 |
Family
ID=21304544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874245737A SU1450051A1 (en) | 1987-05-18 | 1987-05-18 | Single- to three-phase voltage converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1450051A1 (en) |
-
1987
- 1987-05-18 SU SU874245737A patent/SU1450051A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Адаменко А.И. и .др. Преобразование однофазного тока В многофазный, Киев: Техника, 1971, с. 95. Авторское свидетельство СССР 1115178, кл. Н 02 М 5/14, 1981. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4523249A (en) | Alternating current limiting apparatus | |
WO2004049539A1 (en) | A device and a method for control of power flow in a transmission line | |
KR930010685B1 (en) | Circuit breaker | |
RU2321945C2 (en) | Switching device for reliably switching current circuits | |
SU1450051A1 (en) | Single- to three-phase voltage converter | |
US6337802B1 (en) | Device for energizing a voltage-source converter | |
SU1723627A1 (en) | Device for balancing of incomplete phase conditions | |
RU2340062C1 (en) | Method of formation and adjustment of transformer and autotransformer differential current protection | |
SU744840A1 (en) | Device for automatic regulation of voltage in networks with double-side power supply | |
RU1772859C (en) | Ac circuit overload and open-circuit fault protection pickup | |
SU1695407A1 (en) | Device for heating test of transformers | |
SU845219A1 (en) | Controllable reactor | |
RU2159490C1 (en) | Method and device for directional differential protection of two parallel three-phase lines | |
SU1124398A1 (en) | Device for connecting capacitor bank | |
SU1317560A1 (en) | Symmetrizing device | |
SU1234914A2 (en) | Device for protection of three-phase electric motor against phase loss | |
SU1398049A2 (en) | Single-phase to three-phase voltage converter | |
SU754560A1 (en) | Device for cutting-out sectionalising separator in the mains with insulated neutral wire | |
SU1376070A1 (en) | Load supply source | |
RU182064U1 (en) | A device for balancing voltage in a three-wire high-voltage network | |
SU752199A1 (en) | Device for measuring resistance of electric power transmission line damaged portion | |
RU2171002C1 (en) | Method and device for differential protection of three-phase power installation buses | |
SU1737380A1 (en) | Device for testing converter induction apparatus for electromagnetic stability | |
SU1078525A1 (en) | Starting device for relay protection of electric power line | |
SU1319144A1 (en) | Device for redundant protection of tap-changing transformer |