Спосіб живлення трифазного симетричного навантаження від джерела синусоїдної однофазної напруги

Реферат: Спосіб живлення трифазного симетричного навантаження від джерела синусоїдної однофазної напруги, при якому один із затискачів навантаження (А) з'єднаний з клемою джерела однофазної напруги. Другий затискач навантаження (В) приєднаний до середньої точки фазозсувного індуктивно-ємнісного ланцюга, крайні виводи якого з'єднані з різними клемами джерела однофазної напруги. Третій затискач трифазного навантаження (С) з'єднаний з середньою точкою додатково введеного фазозсувного індуктивно-ємнісного ланцюга, клеми якого підключені до різних клем джерела напруги, причому кожна з клем джерела напруги підключена до пари різнорідних реактивних елементів фазозсувних ланцюгів з однаковими величинами реактивних провідностей в межах кожної зазначеної пари. UA 117552 U (12) UA 117552 U UA 117552 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до електротехніки, зокрема до способів живлення трифазного симетричного навантаження від джерела синусоїдної однофазної напруги, та може бути використана для живлення трифазного симетричного навантаження, з'єднаного як трикутником, так і зіркою (наприклад: обмоток статора трифазного асинхронного двигуна), від однофазної напруги. Відомий спосіб, при якому два затискачі трифазного навантаження з'єднані з різними клемами однофазного джерела безпосередньо, а третій затискач трифазного навантаження з'єднаний з однією з клем однофазного джерела через фазозсувний ємнісний ланцюг. Недоліком такого способу живлення трифазного симетричного навантаження є несиметрія напруг живлення, створювана ємнісним фазозсувним ланцюгом, внаслідок чого потужність навантаження, наприклад трифазного асинхронного двигуна, не перевищує 50-60 % від його номінальної потужності [1]. Найбільш близьким технічним рішенням є спосіб живлення трифазного симетричного навантаження від джерела синусоїдної однофазної напруги, при якому один із затискачів трифазного навантаження підключений до середньої точки фазозсувного індуктивно-ємнісного ланцюга, крайні виводи якого з'єднані з різними клемами джерела однофазної напруги, до яких приєднані два інших затискачі трифазного навантаження. Недоліком цього способу є те, що він не дозволяє підключити до джерела однофазної напруги трифазне навантаження, яке з'єднане зіркою [2]. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення способу живлення трифазного симетричного навантаження від джерела синусоїдної однофазної напруги шляхом введення додаткового фазозсувного індуктивно-ємнісного ланцюга, що забезпечить живлення трифазного симетричного навантаження, з'єднане як трикутником, так і зіркою. Поставлена задача вирішується тим, що в способі живлення трифазного симетричного навантаження від джерела синусоїдної однофазної напруги, при якому один із затискачів навантаження ( A ) з'єднаний з клемою джерела однофазної напруги, інший затискач навантаження ( B ) приєднаний до середньої точки фазозсувного індуктивно-ємнісного ланцюга, крайні виводи якого з'єднані з різними клемами джерела однофазної напруги. Новим є те, що третій затискач трифазного навантаження ( C ) підключений до середньої точки додатково введеного фазозсувного індуктивно-ємнісного ланцюга, крайні виводи якого з'єднані з різними клемами джерела напруги, причому кожна з клем джерела напруги з'єднана з парою різнорідних реактивних елементів фазозсувних ланцюгів з однаковими величинами реактивних провідностей в межах кожної зазначеної пари. При цьому систему лінійних напруг навантаження прямої послідовності чергування фаз утворюють різниці потенціалів клеми джерела напруги, приєднаної до конденсатора меншого номіналу, та середніх точок фазозсувних ланцюгів, підключених, відповідно, до конденсаторів більшого та меншого номіналів, а нульова точка трифазного навантаження при підключенні його зіркою приєднана до клеми джерела напруги, з'єднаної з конденсатором більшого номіналу. Це дозволить живити від джерела однофазної напруги трифазне симетричне навантаження, з'єднане як трикутником, так і зіркою. При з'єднанні симетричного навантаження зіркою для забезпечення симетрії фазних напруг реактивні провідності пари різнорідних реактивних елементів, приєднаної до нульової точки трифазного навантаження, вибираються у 45 3 разів більші, а реактивні провідності пари різнорідних реактивних елементів, приєднаних до іншої клеми джерела напруги, у 2 / 3 разів більші за активну провідність кожної з фаз симетричного навантаження. При з'єднанні симетричного навантаження трикутником для забезпечення симетрії лінійних напруг реактивні провідності різнорідних реактивних елементів, приєднаних паралельно фазам навантаження, у 2 3 разів більші, а реактивні провідності іншої пари різнорідних реактивних 50 55 елементів у 3 3 разів більші за активну провідність кожної з фаз симетричного навантаження. У випадку, коли синусоїдна однофазна напруга джерела є фазною напругою трифазної чотирипровідної системи живлення, спільну точку з'єднання пари різнорідних реактивних елементів більшої реактивної провідності, яка є нульовою точкою трифазного навантаження при з'єднанні його зіркою, приєднують до клеми джерела напруги, з'єднаної з нульовим проводом системи живлення, що забезпечить захисне занулення трифазного навантаження та підвищить електробезпеку. Суть заявленого способу пояснюється кресленнями, на яких наведені схеми підключення трифазного симетричного навантаження: на фіг. 1 зображено підключення трифазного симетричного навантаження, з'єднаного зіркою; 1 UA 117552 U 5 10 на фіг. 2 зображено підключення трифазного симетричного навантаження, з'єднаного трикутником. Спосіб реалізують наступним чином: затискач навантаження ( A ) підключений безпосередньо до джерела однофазної напруги Е. Затискач ( B ) з'єднаний з середньою точкою фазозсувного індуктивно-ємнісного ланцюга 1, а затискач ( C ) з'єднаний з середньою точкою додатково введеного фазозсувного індуктивно-ємнісного ланцюга 2. Крайні виводи фазозсувних індуктивно-ємнісних ланцюгів підключені до джерела напруги Е, причому кожна з клем джерела напруги з'єднана з парою різнорідних реактивних елементів фазозсувних ланцюгів з однаковими величинами реактивних провідностей в межах кожної зазначеної пари ( L1C1 та L2C2 ). При з'єднанні симетричного навантаження зіркою на фіг. 1 реактивні провідності пари L 2 та C2 , підключені до нульової точки N трифазного навантаження, у 3 разів більші, а реактивні провідності пари різнорідних реактивних елементів L1 та C1 , підключених до іншої клеми 15 20 джерела напруги, у 2 / 3 разів більші за активну провідність кожної з фаз симетричного навантаження. Симетрія фазних напруг при з'єднанні симетричного навантаження зіркою, при RA  RB  RC  1/ G ; bL1  bC1  2G / 3 ; bL2  bC2  G 3 . Комплексні струми пари реактивних елементів з меншими величинами реактивних провідностей: E E 2EG   IL1    2EGe  j / 3 ; 1 1 1 1 1 j 3    jb L1 1/ RB  jb C2  j2G / 3 G  jG 3 2 E E 2EG    2EGe j / 3 . 1 1 1 1 1 j 3   jb C1 1/ RC  jb L2 j2G / 3 G  jG 3 2 Комплексні фазні напруги навантажень:  UA  E ;   IC1 RBL1 I 2Ee  j / 3 Ee  j / 3    Ee  j2 / 3 ; j / 3 1  jb C2RB 1 j 3 e j / 3  RCIC1 2Ee Ee j / 3  UC  CRC  I    Ee j2 / 3 .  j / 3 1  jb L2RC 1 j 3 e При з'єднанні симетричного навантаження трикутником на фіг. 2 реактивні провідності різнорідних реактивних елементів L1 та C1 , підключених паралельно фазам навантаження, у  UB  BRB  I 25 2 3 разів більші, а реактивні провідності іншої пари різнорідних реактивних елементів L 2 та 30 C2 у 3 3 разів більші за активну провідність кожної з фаз симетричного навантаження. Симетрія лінійних напруг при підключенні симетричного навантаження трикутником, при RAB  RBC  RCA  1/ G ; bL1  bC1  2G 3 ; bL 2  bC2  3G 3 Система рівнянь електричної рівноваги для комплексних напруг вузлів  1 / R AB  1 / RBC  jb L1  jb C2  1 / RBC E1 / R AB  jb L1  UB    1 / RBC 1 / RBC  1 / R CA  jb C1  jb L 2 U E1 / R CA  jb C1  C 35 при зазначених параметрах елементів:   UB  E  1  j 3 / 2  Ee  j2 / 3 ; UC  E  1  j 3 / 2  Ee j2 / 3 . Комплексні лінійні напруги навантажень:  U  E  E  1  j 3 / 2  E 3  j 3 / 2  E 3 3  j / 2  E 3 e j / 6 ;  AB 40                 UBC  E  1  j 3 / 2  E  1  j 3 / 2   jE 3  E 3e  j / 2 ;  UCA  E  1  j 3 / 2  E  E  3  j 3 / 2  E 3  3  j / 2  E 3e  j5 / 6 . У випадку, коли синусоїдна однофазна напруга джерела є фазною напругою трифазної чотирипровідної системи живлення, спільна точка з'єднання пари різнорідних реактивних    2  UA 117552 U 5 елементів більшої реактивної провідності L 2 та C2 підключається до клеми джерела напруги, підключеної до нульового проводу системи живлення. Оскільки до зазначеної спільної точки підключається нульова фаза з'єднаного зіркою трифазного навантаження, то підключення її до нульового проводу системи живлення забезпечить захисне занулення трифазного навантаження та підвищить електробезпеку. Технічним результатом є розширення функціональних можливостей способу живлення. В результаті використання додатково введеного фазозсувного індуктивно-ємнісного ланцюга забезпечується живлення від джерела однофазної напруги трифазного симетричного навантаження, з'єднаного як трикутником, так і зіркою. 10 15 Джерела інформації: 1. автор Шаталов Н. "Подключение трёхфазного асинхронного электродвигателя к однофазной цепи". - Журнал "Радио", 2000. - № 7. - С. 39, 2. автор Бирюков С. "Три фазы - без потери мощности". - Журнал "Радио", 2000. - № 7. - С. 37-39. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 1. Спосіб живлення трифазного симетричного навантаження від джерела синусоїдної однофазної напруги, при якому один із затискачів навантаження (А) з'єднаний з клемою джерела однофазної напруги, інший затискач навантаження (В) приєднаний до середньої точки фазозсувного індуктивно-ємнісного ланцюга, крайні виводи якого з'єднані з різними клемами джерела однофазної напруги, який відрізняється тим, що третій затискач трифазного навантаження (С) з'єднаний з середньою точкою додатково введеного фазозсувного індуктивноємнісного ланцюга, клеми якого підключені до різних клем джерела напруги, причому кожна з клем джерела напруги підключена до пари різнорідних реактивних елементів фазозсувних ланцюгів з однаковими величинами реактивних провідностей в межах кожної зазначеної пари. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що систему лінійних напруг навантаження прямої послідовності чергування фаз утворюють різниці потенціалів клеми джерела напруги, підключеної до конденсатора меншого номіналу, та середніх точок фазозсувних ланцюгів, підключених, відповідно, до конденсаторів більшого та меншого номіналів, а нульова точка трифазного навантаження при підключенні його зіркою підключається до клеми джерела напруги та до конденсатора більшого номіналу. 3 UA 117552 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4