фазовращатель (варианты)
Классы МПК: | H03H7/18 фазосдвигающие (фазовращающие) цепи |
Автор(ы): | Галиновский Александр Михайлович (UA), Ленская Елена Александровна (UA), Матросов В.И.(RU), Тужилкин В.Н.(RU), Ивко А.Т.(RU), Дуда В.И.(RU), Жирнов А.В.(RU) |
Патентообладатель(и): | Предприятие "Сургутгазпром" (RU), Галиновский Александр Михайлович (UA), Ленская Елена Александровна (UA) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-12-19 публикация патента:
27.05.1999 |
Изобретение относится к области электротехники. Фазовращатель содержит трансформатор с коэффициентом трансформации, начала первичной и вторичной обмоток которого соединены. Входное напряжение приложено к соединенным последовательно первичной обмотке трансформатора и переменному резистору. Выходное напряжение формируется между концом вторичной обмотки трансформатора и выводом переменного резистора, являющегося общим для входной и выходной цепей. Изменение величины резистора от значений, близких к бесконечности, до нуля вызывает изменение угла между векторами входного и выходного напряжений от 0 до -
, при этом модуль вектора выходного напряжения остается постоянным во всем диапазоне фазовых углов. Также в фазовращателе осуществлена гальваническая развязка входной и выходной цепей путем использования второго трансформатора, коэффициент трансформации которого в два раза больше, чем у первого, и тем самым реализована возможность выбора величины выходного напряжения. Начала обмоток обоих трансформаторов соединены и являются входом, а их концы выходом. Технический результат: упрощение устройства и расширение области его применения на многофазные цепи. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
![фазовращатель (варианты), патент № 2131166](/images/patents/340/2131106/960.gif)
Формула изобретения
1. Фазовращатель, содержащий реактивный элемент, соединенный последовательно с переменным резистором, отличающийся тем, что реактивный элемент выполнен в виде первого трансформатора с коэффициентом трансформации 1/2, начала первичной и вторичной обмоток которого соединены, а конец первичной обмотки подключен к первому выводу переменного резистора, его второй вывод является общим для входной и выходной цепей, причем начала первичной и вторичной обмоток являются входом, а конец вторичной обмотки - выходом фазовращателя. 2. Фазовращатель, содержащий реактивный элемент, соединенный последовательно с переменным резистором, отличающийся тем, что реактивный элемент выполнен в виде первого трансформатора с коэффициентом трансформации 1/2, конец первичной обмотки которого подключен к первому выводу переменного резистора, и второго трансформатора, коэффициент трансформации которого в два раза больше коэффициента трансформации первого трансформатора, причем начало первичной обмотки первого трансформатора и второй вывод переменного резистора являются входом фазовращателя и соединены соответственно с началом и концом первичной обмотки второго трансформатора, при этом начала вторичных обмоток первого и второго трансформаторов соединены, а концы вторичных обмоток являются выходом фазовращателя.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области электротехники, в частности к пассивным многополюсным цепям, и может быть использовано в устройствах автоматической синхронизации генераторов. Известны фазовращатели (варианты), содержащие активные сопротивления и реактивные элементы - индуктивность или емкость [Электромеханника, 1961, N 10, с. 106-107]. Недостатками этих фазовращателей являются ограниченный интервал плавного регулирования угла сдвига фаз между входным и выходным напряжением от 0 до +![фазовращатель (варианты), патент № 2131166](/images/patents/340/2131106/960.gif)
![фазовращатель (варианты), патент № 2131166](/images/patents/340/2131106/960.gif)
![фазовращатель (варианты), патент № 2131166](/images/patents/340/2131106/960.gif)
![фазовращатель (варианты), патент № 2131166](/images/patents/340/2131106/960.gif)
![фазовращатель (варианты), патент № 2131166](/images/patents/340/2131106/960.gif)
U1 = UвхX1/Z
где X1 - индуктивное сопротивление первичной обмотки трансформатора,
Z - полное комплексное сопротивление цепи из последовательно соединенного сопротивления X1 и переменного резистора R. Известно, что изменение напряжения U1 в функции от переменного активного сопротивления 4 подчинено закону окружности (фиг. 1б). Вторичная обмотка 3 трансформатора 1 формирует напряжение U2, величина которого для принятого коэффициента трансформации, равного 1/2, в два раза больше величины напряжения U1, а фазовый сдвиг между ними равен (фиг. 1б), т.е. U2 = -2U1. Поскольку изменение U1 по закону окружности вызывает изменение напряжения U2 по этому же закону, на выходе фазовращателя формируется напряжение Uвых, определяемое геометрической суммой напряжений Uвх и U2, величина которого остается постоянной и равной входному напряжению Uвх во всем диапазоне фазового сдвига от 0 до -
![фазовращатель (варианты), патент № 2131166](/images/patents/340/2131106/960.gif)
![фазовращатель (варианты), патент № 2131166](/images/patents/340/2131166/8734.gif)
![фазовращатель (варианты), патент № 2131166](/images/patents/340/2131166/2131166-2t.gif)
Из формулы 2 следует, что при полностью выведенном сопротивлении R (его величина равна нулю) выходное напряжение фазовращателя совпадает с отрицательным направлением входного напряжения Uвх, а при значении X1, близком к нулю (когда величина сопротивления R значительно больше величины X1), с его положительным направлением, что свидетельствует о наличии фазового сдвига, равного -
![фазовращатель (варианты), патент № 2131166](/images/patents/340/2131106/960.gif)
Фазовращатель (фиг. 2а, б) работает следующим образом. При подаче напряжения Uвх на вход фазовращателя вторичные обмотки 8 и 10 первого 5 и второго 9 трансформаторов формируют напряжения U2 и U3 соответственно, как показано на фиг. 2б, например, для случая, когда коэффициент трансформации первого трансформатора n1= U1/U2= 1, а второго n2=Uвх/U3=2. Поскольку вторичные обмотки трансформаторов включены встречно (начала обмоток соединены), на выходе фазовращателя формируется напряжение, определяемое формулой
Uвых= U2 - U3
Исходя из условия, что n2=2n1 значение выходного напряжения определено формулой
![фазовращатель (варианты), патент № 2131166](/images/patents/340/2131166/2131166-3t.gif)
которая аналогична формуле 2. В формуле 4 при поочередном обращении в нуль сопротивлений R и X1 выходное напряжение фазовращателя принимает значения, равные -Uвх/n2, либо +Uвх/n2 соответственно. Перемена знака свидетельствует о наличии фазового сдвига, равного -
![фазовращатель (варианты), патент № 2131166](/images/patents/340/2131106/960.gif)
Таким образом, при изменении переменного сопротивления от значений, близких к бесконечности, до нуля фаза выходного напряжения изменяется от 0 до -
![фазовращатель (варианты), патент № 2131166](/images/patents/340/2131106/960.gif)
Класс H03H7/18 фазосдвигающие (фазовращающие) цепи