трехфазная трехпроводная катушка

Формула изобретения

Трехфазная трехпроводная катушка для электромеханических устройств и электромагнитных аппаратов переменного тока, состоящая из витков изолированного провода, отличающаяся тем, что она намотана плоским жгутом, состоящим из трех проводящих полос c изоляционными прокладками между ними, причем две проводящие полосы присоединяются к источнику трехфазного тока своими началами, а третья - концом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электромеханических устройствах переменного тока для создания магнитного потока в магнитопроводах, например в контакторах и магнитных пускателях, и в электромагнитных аппаратах, например в преобразователях трехфазною тока в однофазный.

Катушка наматывается плоским жгутом, состоящим из трех проводящих полос и трех изоляционных прокладок между ними (фиг.1). Причем две проводящие полосы присоединяются к источнику трехфазного тока своими началами, а третья - концом (фиг.2).

Катушка, присоединенная к трехфазной сети, представляет собой три ленточных конденсатора, соединенных в треугольник, и каждая проводящая полоса в ней становится обкладкой для двух конденсаторов. На фиг.2 жгут показан развернутым.

Емкость каждого из трех конденсаторов определяется по формуле



где С - емкость, Ф;

- относительная диэлектрическая постоянная материала прокладки;

_o - диэлектрическая проницаемость пустоты, равная 8,86х10^-12 Ф/м;

S - площадь проводящей полосы (обкладки), м²;

d - толщина прокладки, м.

Зарядный ток в конденсаторах С₁, С₂, С₃ (фиг.2) определяется по формуле закона Ома



где I_с - зарядный ток конденсатора, А;

И_л - линейное напряжение трехфазной сети, В;

_c - сопротивление конденсатора;

- угловая частота переменного тока, равная 314 рад/с;

С - емкость конденсатора, Ф.

По проводящим полосам идут линейные зарядные токи I₁=I₂=I₃=I_л (фиг.2). Поскольку конденсаторы соединены в треугольник, то зарядный ток, проходящий по проводящей полосе, в раз больше зарядного тока конденсатора



Причем, согласно первому закону Кирхгофа, зарядный ток в любом сечении проводящей полосы одинаков.

По принятому условию ток в одной из проводящих полос имеет обратное направление по отношению к току в двух других проводящих полосах, суммарный ток в жгуте - I_ж, согласно векторной диаграмме токов, представленной на Фиг. 3, в два раза больше тока в одной проводящей полосе.

Намагничивающая сила трехфазной трехпроводной катушки F, намотанной жгутом, равна

F=I_жW_ж=3,46I_cW_ж=3,46И_лCW_ж

Генерируемая катушкой реактивная мощность равна

Q=3И_фI_фSin=3И_лI_сSin,

где Q - активная мощность, вар;

И_л - линейное напряжение, В;

W_ж- число витков трехпроводной катушки;

I_c - зарядный ток конденсатора, А;

Sin=1, так как угол близок к 90^o.

При включении трехфазной трехпроводной катушки к источнику трехфазного тока тремя началами она становится трехфазным емкостным компенсатором

I_ж=I₁+ I₂+ I₃=0; F=I_жxW_ж=0:

Q=3 I_cИ_л

Основное преимущество трехфазных трехпроводных катушек, наматываемых плоским жгутом, по сравнению с однофазными однопроводными, наматываемыми изолированным медным проводом круглого сечения, состоит в том, что на их изготовление можно расходовать менее дефицитный проводящий материал, например алюминиевую фольгу, а также то, что катушка нового типа является генератором реактивной мощности.

Трехфазная трехпроводная катушка может быть использована в качестве первичной обмотки при непосредственном преобразовании трехфазного тока в однофазный, преимущественно в аппаратах малой мощности.

На фиг. 4 и 5 представлена скелетная схема преобразователя трехфазного тока в однофазный, где U₂ и W₂ - соответственно напряжение и число витков вторичной обмотки преобразователя.