×
26.05.2019
219.017.60ea

Результат интеллектуальной деятельности: Многофазный фазочастотный трансформатор-регулятор

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002689121
Дата охранного документа
24.05.2019
Аннотация: Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, например, в лабораторных условиях для поверки электросчетчиков, для питания потребителей многофазного напряжения, критичных к его частоте и т.д. Технический результат - обеспечение возможности регулирования выходного напряжения по частоте. Многофазный фазочастотный трансформатор-регулятор содержит корпус, два аксиальных магнитопровода с пазами, в которые уложены первичная трехфазная и вторичная многофазная обмотки, причем аксиальный магнитопровод со вторичной многофазной обмоткой выполнен с возможностью вращения относительно неподвижного аксиального магнитопровода с первичной трехфазной обмоткой вокруг их общей оси симметрии, а между аксиальными магнитопроводами имеется воздушный зазор, необходимый для их взаимного перемещения, при этом в верхней части корпуса дополнительно установлены корректирующий двигатель, вал которого закреплен в подшипниковых узлах, и корректор-задатчик фазы и частоты, имеющий первый и второй входы, в нижней части вала корректирующего двигателя установлены токосъемные кольца, выполненные в форме концентрических окружностей и соединенные с фазами вторичной многофазной обмотки, а в нижней части корпуса установлены скользящие контакты, при этом аксиальный магнитопровод с вторичной многофазной обмоткой жестко закреплен на валу корректирующего двигателя посредством диска, к первичной трехфазной обмотке подключен первый вход, а к вторичной многофазной обмотке второй вход корректора-задатчика фазы и частоты, выход которого подключен ко входу корректирующего двигателя. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к многофазным трансформаторам, фазорегуляторам и регуляторам частоты, и может быть использовано, например, в лабораторных условиях для поверки электросчетчиков, для питания потребителей многофазного напряжения, критичных к его частоте и т.д.

Известна конструкция фазорегулятора (Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины, Ч 2, Л. "Энергия", 1973, с. 394), представляющего собой асинхронную машину цилиндрического исполнения с фазным заторможенным ротором. Такой фазорегулятор содержит статор и ротор с соответствующими трехфазными обмотками, корпус, подшипниковые щиты и самотормозящуюся червячную передачу, позволяющую оператору вращать ротор относительно неподвижного статора на необходимый угол с целью изменения фазы выходного напряжения. При этом за первичную обмотку обычно принимается обмотка статора, за вторичную - обмотка ротора. При поворачивании ротора фаза выходного напряжения плавно изменяется в пределах 0 - 2 π при постоянной величине этого напряжения.

Однако конструкция такого фазорегулятора сложна из-за необходимости штамповки листов магнитопроводов статора и ротора. Кроме того, стоимость такого фазорегулятора велика из-за большого расхода электротехнической стали, связанного с высоким процентом ее отходов при штамповке. Более того, конструкция такого фазорегулятора не позволяет получить многофазное выходное напряжение.

Известен многофазный трансформатор (пат. РФ №2082245, авторы Сингаевский Н.А., Гайтов Б.Х. и др.), содержащий средний витой магнитопровод с обмотками и два боковых магнитопровода, примыкающих к торцам среднего магнитопровода через немагнитные прокладки, причем средний витой магнитопровод и два боковых витых магнитопровода выполнены тороидальными, на торцах среднего магнитопровода выполнены пазы, в которые уложена первичная трехфазная обмотка, охватывающая этот магнитопровод, а на торцах боковых магнитопроводов, примыкающих к среднему магнитопроводу через немагнитные прокладки, выполнены пазы, в которые уложены две вторичные многофазные обмотки, каждая из которых охватывает тот боковой магнитопровод, в пазы которого она уложена.

Существенным недостатком такого многофазного трансформатора является невозможность обеспечения регулирования фазы выходного напряжения, т.е. невозможность использования его в качестве фазорегулятора ввиду того, что магнитопроводы многофазного трансформатора выполнены взаимно неподвижными.

Этих недостатков лишен многофазный трансформатор-фазорегулятор (пат. РФ №2139586, авторы Гайтов Б.Х., Кашин Я.М., Сингаевский Н.А. и др.), являющийся наиболее близким к изобретению по технической и физической сущности и принятый автором за прототип. Известный из пат. РФ №2139586 многофазный трансформатор-фазорегулятор содержит два тороидальных магнитопровода с пазами, в которые уложены первичная трехфазная и вторичная многофазная обмотки, при этом тороидальный магнитопровод со вторичной многофазной обмоткой выполнен подвижным относительно неподвижного тороидального магнитопровода с первичной трехфазной обмоткой, для чего установлена самотормозящаяся червячная передача, жестко связанная с подвижным тороидальным магнитопроводом, а между тороидальными магнитопроводами имеется воздушный зазор, необходимый для их взаимного перемещения.

Однако, выходное напряжение, снимаемое со вторичной многофазной обмотки известного из пат. РФ №2139586 многофазного трансформатора-фазорегулятора нестабильно по частоте и зависит от частоты напряжения, подаваемого на его первичную трехфазную обмотку. Поэтому такой трансформатор-фазорегулятор не может быть использован для обеспечения многофазным напряжением потребителей, критичных к частоте питающего напряжения.

Задачей заявленного изобретения является усовершенствование многофазного трансформатора-регулятора, позволяющее расширить область его применения.

Технический результат заявленного изобретения - обеспечение возможности регулирования выходного напряжения по частоте.

Технический результат достигается тем, что в многофазном фазочастотном трансформаторе-регуляторе, содержащем два аксиальных магнитопровода с пазами, в которые уложены первичная трехфазная и вторичная многофазная обмотки, причем аксиальный магнитопровод со вторичной многофазной обмоткой выполнен с возможностью вращения относительно неподвижного аксиального магнитопровода с первичной трехфазной обмоткой вокруг их общей оси симметрии, а между аксиальными магнитопроводами имеется воздушный зазор, необходимый для их взаимного перемещения, дополнительно в верхней части корпуса устанавливаются корректирующий двигатель, вал которого закреплен в подшипниковых узлах, и корректор-задатчик фазы и частоты, имеющий первый и второй входы, в нижней части вала корректирующего двигателя устанавливаются токосъемные кольца, выполняемые в форме концентрических окружностей и соединяемые с фазами вторичной многофазной обмотки, а в нижней части корпуса устанавливаются скользящие контакты, при этом аксиальный магнитопровод с вторичной многофазной обмоткой жестко закрепляется на валу корректирующего двигателя посредством диска, к первичной трехфазной обмотке подключается первый вход, а к вторичной многофазной обмотке - второй вход корректора-задатчика фазы и частоты, выход которого подключается ко входу корректирующего двигателя.

Предлагаемое изобретение, выполняя функцию преобразования трехфазного напряжения в многофазное и регулирования фазы выходного напряжения, как и прототип, в тоже время в отличие от него позволяет расширить область его применения за счет обеспечения возможности регулирования частоты выходного напряжения.

Возможность регулирования частоты выходного напряжения достигается дополнительной установкой в верхней части корпуса предлагаемого многофазного фазочастотного трансформатора-регулятора корректирующего двигателя и корректора-задатчика фазы и частоты, имеющего первый и второй входы, установкой в нижней части вала корректирующего двигателя токосъемных колец, выполняемых в форме концентрических окружностей и соединяемых с фазами вторичной многофазной обмотки, установкой в нижней части корпуса скользящих контактов, жестком закреплении на валу корректирующего двигателя посредством диска аксиального магнитопровода с вторичной многофазной обмоткой, подключением к первичной трехфазной обмотке первого входа, а к вторичной многофазной обмотке - второго входа корректора-задатчика фазы и частоты и подключением его выхода ко входу корректирующего двигателя.

Корректор-задатчик фазы и частоты, имеющий первый и второй входы, позволяет установить заданные значения фазы и частоты выходного напряжения предлагаемого трансформатора-регулятора и сравнить фактические значения фазы и частоты выходного напряжения с заданными. Корректирующий двигатель позволяет поворачивать подвижный аксиальный магнтитопровод с вторичной многофазной обмоткой относительно неподвижного аксиального магнитопровода с первичной трехфазной обмоткой до устранения рассогласования по фазе, а также вращать подвижный аксиальный магнитопровод с вторичной многофазной обмоткой относительно неподвижного аксиального магнитопровода с первичной трехфазной обмоткой до устранения рассогласования по частоте.

Установка в нижней части вала корректирующего двигателя токосъемных колец, выполняемых в форме концентрических окружностей и соединяемых с фазами вторичной многофазной обмотки, а также установка в нижней части корпуса скользящих контактов позволяют соединять фазы вторичной многофазной обмотки со вторым входом корректора задатчика фазы и частоты. Это позволяет сравнить фазу и частоту выходного напряжения с заданными, и соответственно обеспечить возможность их регулирования.

Жесткое закрепление на валу корректирующего двигателя посредством диска аксиального магнитопровода с вторичной многофазной обмоткой позволяет вращать этот магнитопровод относительно аксиального магнитопровода с первичной трехфазной обмоткой с соответствующей угловой скоростью, что в свою очередь позволяет увеличивать или уменьшать частоту выходного напряжения, доводя ее до заданной.

Подключение первого входа корректора-задатчика фазы и частоты к первичной трехфазной обмотке, а второго входа - к вторичной многофазной обмотке позволяет сравнить значения фазы и частоты входного и выходного напряжения, измерить отклонение их от заданного, сформировать напряжение, пропорциональное этим отклонениям и благодаря подключению выхода корректора-задатчика фазы и частоты ко входу корректирующего двигателя обеспечить поворот или вращение аксиального магнитопровода с вторичной многофазной обмоткой относительно аксиального магнитопровода с первичной трехфазной обмоткой на соответствующий угол или с соответствующей угловой скоростью.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого многофазного фазо-частотного трансформатора-регулятора в разрезе, на фиг. 2 - схема соединения его обмоток и подключения корректора-задатчика фазы и частоты и корректирующего двигателя, на фиг. 3 - векторная диаграмма для одной фазы.

Многофазный фазо-частотный трансформатор-регулятор содержит (фиг. 1): корпус 1, неподвижный аксиальный магнитопровод 2 с первичной трехфазной обмоткой 3, аксиальный магнитопровод 5 со вторичной многофазной (на фиг. 2 - девятифазной) обмоткой 4, выполненный с возможностью вращения относительно неподвижного аксиального магнитопровода 2 с первичной трехфазной обмоткой 3 вокруг их общей оси симметрии, корректирующий двигатель 8, вал 9 которого закреплен в подшипниковых узлах 7 и 13, корректор-задатчик фазы и частоты 10, имеющий два входа. Между аксиальными магнитопроводами 2 и 5 имеется воздушный зазор, необходимый для их взаимного перемещения.

В нижней части вала 9 корректирующего двигателя 8 установлены токосъемные кольца 11, выполненные в форме концентрических окружностей и соединенные с фазами вторичной многофазной обмотки 4, а в нижней части корпуса 1 установлены скользящие контакты 12. Аксиальный магнитопровод 5 с вторичной многофазной обмоткой 4, выполненный с возможностью вращения относительно неподвижного аксиального магнитопровода 2, жестко закреплен на валу 9 корректирующего двигателя 8 посредством диска 6. К первичной трехфазной обмотке 3 подключен первый вход, а к вторичной многофазной обмотке 4 - второй вход корректора-задатчика фазы и частоты 10, выход которого подключен ко входу корректирующего двигателя 8.

Многофазный фазо-частотный трансформатор-регулятор работает следующим образом.

При подключении первичной трехфазной обмотки 3, уложенной в пазы неподвижного аксиального магнитопровода 2 к питающей сети напряжением U1 в воздушном зазоре многофазного фазо-частотного траснфор-матора-регулятора создается вращающееся магнитное поле, которое, взаимодействуя со вторичной многофазной обмоткой 4, уложенной в пазы подвижного аксиального магнитопровода 5, наводит в ней многофазную ЭДС. Эта ЭДС через установленные в нижней части вала 9 корректирующего двигателя 8 токосъемные кольца 11 подается на установленные в нижней части корпуса 1 скользящие контакты 12 и с них - к потребителям.

Фаза ЭДС во вторичной многофазной обмотке 4 зависит от первоначального взаимного расположения осей вторичной многофазной 4 и первичной трехфазной 3 обмоток, уложенных в пазы аксиального магнитопровода 5 и неподвижного аксиального магнитопровода 2 соответственно.

Регулирование фазы выходного напряжения осуществляется следующим образом. Корректором-задатчиком фазы и частоты 10 устанавливается заданное значение фазы выходной ЭДС Е2 (а при подключении нагрузки - фазы выходного напряжения U2). На первый вход корректора-задатчика фазы и частоты 10 подается напряжение первичной трехфазной обмотки 3, подключенной к питающей сети, а на его второй вход - ЭДС вторичной многофазной обмотки 4. В корректоре-задатчике фазы и частоты 10 фазы напряжения первичной трехфазной обмотки 3 и ЭДС вторичной многофазной обмотки 4 сравниваются. Если фактическое значение фазы ЭДС вторичной многофазной обмотки 4 отличается от заданного, то на выходе корректора-задатчика фазы и частоты 10 формируется напряжение, пропорциональное этому отклонению. Это напряжение подается на вход корректирующего двигателя 8, вал 9 которого закреплен в подшипниковых узлах 7 и 13. Под действием этого напряжения корректирующий двигатель 8 поворачивает аксиальный магнитопровод 5 со вторичной многофазной обмоткой 4, жестко закрепленный на валу 9 посредством диска 6, относительно неподвижного аксиального магнитопровода 2 с первичной трехфазной обмоткой 3 вокруг их общей оси симметрии на определенный угол, что приводит к соответствующему повороту вектора ЭДС Е2 (см. фиг.3, на которой стрелками показаны возможные направления перемещения вектора ЭДС E2, а, следовательно, и вектора напряжения U2 при подключении нагрузки) вторичной многофазной обмотки 4 относительно вектора напряжения U1, подаваемого на первичную трехфазную обмотку 3 из питающей сети, при постоянной величине ЭДС Е2, т.е. приводит к соответствующему изменению фазы ЭДС Е2, а, значит, и вектора напряжения U2.

Регулирование частоты выходного напряжения осуществляется следующим образом. Корректором-задатчиком фазы и частоты 10 устанавливается заданное значение частоты выходной ЭДС Е2 (а при подключении нагрузки - фазы выходного напряжения U2). На второй вход корректора-задатчика фазы и частоты 10 подается ЭДС вторичной многофазной обмотки 4. В корректоре-задатчике фазы и частоты 10 сравниваются фактическая частота ЭДС вторичной многофазной обмотки 4 с заданной. Если фактическое значение частоты ЭДС вторичной многофазной обмотки 4 отличается от заданного, то на выходе корректора-задатчика фазы и частоты 10 формируется напряжение, пропорциональное этому отклонению. Это напряжение подается на вход корректирующего двигателя 8, под действием которого он вращает подвижный аксиальный магнитопровод 5 со вторичной многофазной обмоткой 4 относительно неподвижного аксиального магнитопровода 2 с первичной трехфазной обмоткой 3 вокруг их общей оси симметрии с угловой скоростью, равной отклонению фактического значения частоты выходного напряжения U2 от заданного, определяемой по формуле:

где - угловая скорость вращения аксиального магнитопровода 5 с вторичной многофазной обмоткой 4; ω2зад=2πƒ2зад2зад - заданное значение частоты выходного напряжения U2); ω2факт=2πƒ2факт2факт - фактическое значение частоты выходного напряжения U2).

Многофазный фазочастотный трансформатор-регулятор, содержащий корпус, два аксиальных магнитопровода с пазами, в которые уложены первичная трехфазная и вторичная многофазная обмотки, причем аксиальный магнитопровод со вторичной многофазной обмоткой выполнен с возможностью вращения относительно неподвижного аксиального магнитопровода с первичной трехфазной обмоткой вокруг их общей оси симметрии, а между аксиальными магнитопроводами имеется воздушный зазор, необходимый для их взаимного перемещения, отличающийся тем, что в верхней части корпуса дополнительно установлены корректирующий двигатель, вал которого закреплен в подшипниковых узлах, и корректор-задатчик фазы и частоты, имеющий первый и второй входы, в нижней части вала корректирующего двигателя установлены токосъемные кольца, выполненные в форме концентрических окружностей и соединенные с фазами вторичной многофазной обмотки, а в нижней части корпуса установлены скользящие контакты, при этом аксиальный магнитопровод с вторичной многофазной обмоткой жестко закреплен на валу корректирующего двигателя посредством диска, к первичной трехфазной обмотке подключен первый вход, а к вторичной многофазной обмотке второй вход корректора-задатчика фазы и частоты, выход которого подключен ко входу корректирующего двигателя.
Многофазный фазочастотный трансформатор-регулятор
Многофазный фазочастотный трансформатор-регулятор
Многофазный фазочастотный трансформатор-регулятор
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 171-180 of 471 items.
19.01.2018
№218.016.097c

Способ повышения посевных качеств семян озимой пшеницы и устойчивости проростков к водному стрессу (засухе)

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ повышения посевных качеств семян озимой пшеницы и устойчивости к водному стрессу (засухе) включает предпосевную обработку семян рострегулятором в концентрации от 0,1 до 0,0001 мас.%, при этом в качестве рострегулятора используют водный раствор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631690
Дата охранного документа: 26.09.2017
19.01.2018
№218.016.098d

Синусно-косинусный функциональный преобразователь

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к частотно-импульсным вычислительным устройствам. Технический результат заключается в повышении точности преобразования устройства. Синусно-косинусный функциональный преобразователь содержит регистр аргумента, блок сравнения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631978
Дата охранного документа: 29.09.2017
19.01.2018
№218.016.0afe

Пищевая композиция для производства кекса

Изобретение относится к кондитерской промышленности и может быть использовано при производстве смесей для кексов функционального назначения. Пищевая композиция для производства кекса включает муку пшеничную, сахар-песок, меланж, аммоний углекислый, соль поваренную пищевую и функциональную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632337
Дата охранного документа: 04.10.2017
19.01.2018
№218.016.0b04

Способ производства самбука

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ производства самбука предусматривает подготовку компонентов, удаление несъедобных частей плодов и/или ягод, тепловую обработку подготовленного сырья до готовности, протирание, добавление яичного белка и вещества, обеспечивающего сладость,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632336
Дата охранного документа: 04.10.2017
19.01.2018
№218.016.0b57

Способ производства марципановых изделий

Изобретение относится к кондитерской промышленности. Способ предусматривает смешивание растительной пасты, подслащивающего компонента, патоки, вкусоароматической добавки, подогрев, охлаждение, формование, резку на плитки, подсушивание, обсыпку крахмалом. В качестве растительной пасты используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632334
Дата охранного документа: 04.10.2017
19.01.2018
№218.016.0b62

Состав для производства бисквитного полуфабриката

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве бисквитного полуфабриката и изделий из него. Состав для производства бисквитного полуфабриката включает муку, сладкий агент, меланж и вкусовой наполнитель. В качестве муки используют смесь муки пшеничной и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632332
Дата охранного документа: 04.10.2017
19.01.2018
№218.016.0b66

Арифметическое устройство

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в специализированных цифровых вычислительных машинах, работающих в двоичной системе счисления с числами с фиксированной запятой. Технический результат - повышение достоверности определения переполнения сумматора....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632411
Дата охранного документа: 04.10.2017
19.01.2018
№218.016.0d0b

Устройство для вычисления функции √x + y

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в возможности сокращения времени для получения результата вычислений. Устройство содержит регистр первого операнда, первый и второй счетчики порядка, счетчик второго операнда, дешифратор, блок управления....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633142
Дата охранного документа: 11.10.2017
19.01.2018
№218.016.0d3a

Способ получения подсолнечного масла

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ получения масла включает насыщение безлузгового ядра подсолнечника этанолом концентрацией 99,8%, в количестве, обеспечивающем массовую долю влаги и летучих веществ 8-10%, экструдирование ядра подсолнечника в присутствии этанола, взятого в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632947
Дата охранного документа: 11.10.2017
19.01.2018
№218.016.0d64

Способ получения фракционированного лецитина

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ получения фракционированного лецитина включает насыщение безлузгового ядра подсолнечника этанолом концентрацией 99,8% в количестве, обеспечивающем массовую долю влаги и летучих веществ 8-10%, экструдирование ядра подсолнечника в присутствии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632944
Дата охранного документа: 11.10.2017
Showing 41-47 of 47 items.
03.07.2020
№220.018.2dca

Устройство для определения места повреждения кабеля

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения мест повреждения на кабельных линиях электропередачи и связи. Устройство для определения места повреждения кабеля содержит импульсный измеритель, радиотелефон, источник радиоактивного излучения, установленный в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725168
Дата охранного документа: 30.06.2020
18.07.2020
№220.018.33de

Способ согласования магнитопроводов ротора и якоря в двухмерных электрических машинах-генераторах

Изобретение относится к электромашиностроению. Технический результат - минимизация вероятности заклинивания магнитопровода внутреннего якоря в магнитопроводе внешнего ротора двухмерных электрических машин-генераторов (ДЭМ-Г). Особенностью заявленного способа согласования магнитопроводов ротора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002726867
Дата охранного документа: 16.07.2020
06.08.2020
№220.018.3d24

Защитный шлем летчика

Защитный шлем летчика содержит каску, светофильтр с подвижными кронштейнами крепления. Лобная часть каски выполнена со смотровой щелью, закрытой спереди защитным стеклом, напротив которой под углом 45° к линии визирования установлен верхний преломляющий оптический элемент, а между глазами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002728982
Дата охранного документа: 03.08.2020
12.04.2023
№223.018.4296

Трехвходовая аксиально-радиальная электрическая машина-генератор

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромеханическим преобразователям энергии, и может быть использовано, например, в качестве преобразователя кинетической энергии ветра, преобразованной ветроколесом в механическую энергию вращения, подаваемой на механический вход машины,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002763044
Дата охранного документа: 27.12.2021
12.04.2023
№223.018.42ac

Стабилизированная трехвходовая аксиально-радиальная электрическая машина-генератор

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромеханическим преобразователям энергии, и может быть использовано, например, в качестве преобразователя кинетической энергии ветра, преобразованной ветроколесом в механическую энергию вращения, подаваемой на механический вход машины,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002759598
Дата охранного документа: 16.11.2021
16.05.2023
№223.018.5ed3

Устройство для определения места повреждения силового кабеля

Изобретение относится к электротехнике. Устройство для определения места повреждения силового кабеля содержит статические генераторы звуковой и ультразвуковой частоты, на выходе которых установлен выполненный с возможностью подключения к силовому кабелю и имеющий выход «Тире», выход «Точка» и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002754183
Дата охранного документа: 30.08.2021
27.05.2023
№223.018.70ee

Двигатель сепаратора совмещенной конструкции

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве привода барабанов сепараторов. Технический результат - уменьшение диапазона изменения скорости вращения ротора-барабана двигателя сепаратора при изменении момента его нагрузки при одновременном сохранении высокого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002776987
Дата охранного документа: 29.07.2022
+ добавить свой РИД