Трехфазная система электропитания

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при создании источников централизованного электропитания трехфазных или однофазных потребителей энергии. Устройство содержит источник трехфазного напряжения, подсоединенный к фазным выходным цепям А, В, С.Для создания силовой нейтрали выходной фазной цепи использованы два автотрансформатора 3 и 4, обмотки которых соединены между собой по Т-образной схеме. Обмотка 1 автотрансфоматора 3, включенная между одной из фаз и средним выводом обмотки 2 автотрансфоматора 4, имеет дополнительный вывод, разделяющий ее на две части с соотношением витков 2 к 1. Дополнительный вывод является силовой нейтралью трехфазных выходных цепей. Число витков обмотки 1 составляет от 0,85 до 0,9 от числа витков обмотки 2. Оба автотрансформатора 3 и 4 могут выполнены повышающими либо понижающими. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при создании источников напряжения для централизованного электропитания трехфазных и однофазных энергопотребителей.

Известна трехфазная система электропитания, выполненная на базе трех управляемых однофазных инверторных ячеек, выходы которых соединены в звезду. Вывод от средней точки звезды образует силовую нейтраль трехфазной системы (1). Данная схема позволяет подключать как трехфазные нагрузки, так и однофазные, однако сложна в построении.

Наиболее близким к данной полезной модели устройством является система электропитания, содержащая трехфазный источник напряжения, подсоединенный к выходным фазным цепям, и два электромагнитных элемента, выполненных в виде двух однофазных трансформаторов с различными коэффициентами трансформации. Первичная обмотка первого трансформатора подключена к первой выходной фазной цепи и средней точке первичной обмотки второго трансформатора, крайние выводы которой присоединены к второй и третьей выходным фазным целям (2). Схема трехфазно-двухфазного преобразования использована для выравнивания нагрузок фаз. Однако из-за отсутствия силовой нейтрали фазных выходных цепей схема не может быть использована в системах централизованного электропитания потребителей, требующих качества как фазного, так и линейного напряжения.

Техническим результатом, которого можно достичь при использовании полезной модели, является расширение функциональных возможностей путем организации силовой нейтрали трехфазной выходной цепи.

Технический результат достигается за счет того, что в трехфазной системе электропитания, содержащей источник трехфазного напряжения, подсоединенный к фазным выходным цепям, первая из которых соединена с первым выводом обмотки первого электромагнитного элемента, второй вывод которой подключен к выводу средней точки обмотки второго электромагнитного элемента, крайние выводы которой присоединены соответственно к второй и третьей фазным выходным цепям (2), электромагнитные элементы выполнены в виде автотрансформаторов, обмотка первого из которых имеет дополнительный вывод, разделяющий ее на две части с соотношением витков два к одному по направлению от первого вывода к второму, и являющийся силовой нейтралью фазных выходных цепей, при этом число витков обмотки первого автотрансформатора составляет от 0,85 до 0,9 от числа витков обмотки

второго автотрансформатора, причем оба автотрансформатора могут быть выполнены повышающими либо понижающими.

На Фиг.1 изображена электрическая схема устройства. На Фиг.2 представлены векторные диаграммы линейных и фазных напряжений на выходных цепях устройства.

Система электропитания (Фиг.1) содержит источник трехфазного напряжения, подсоединенный к фазным выходным цепям А, В, С, подключенным к обмоткам 1 и 2 соответствующих автотрансформаторов 3, 4. Фазная выходная цепь А соединена с первым выводом обмотки 1 первого автотрансформатора 3, второй вывод которой подключен к выводу средней точки обмотки 2 второго автотрансформатора 4. Крайние выводы обмотки 2 присоединены соответственно к второй и третьей фазным цепям В и С. Обмотка 1 автотрансформатора 3 имеет дополнительный вывод, разделяющий ее на две части с соотношением витков два к одному по направлению от первого вывода к второму. Число обмотки 1 составляет от 0,85 до 0,9 от числа витков второй обмотки 2.

Устройство работает следующим образом.

Трехфазное напряжение подается на выходные фазные цепи системы А, В и С, а так же на обмотки 1 и 2 автотрансформаторов 3, 4, которые соединены между собой по Т-образной схеме. При таком включении автотрансформаторов напряжения U_BC и U_AZ (Фиг.2) сдвинуты по фазе на угол 90°.

Принцип организации силовой нейтрали очевиден из векторной диаграммы (Фиг.2), на которой представлены U_BC, U _AC, U_BA - линейные и U _AO, U_BO, U_CO - фазные напряжения на фазных выходных цепях устройства.

Для получения одинаковых по значению фазных напряжений (относительно вывода О) число витков обмотки 1 автотрансформатора 3 выбирают в пределах от 0,85 до 0,9) от числа витков обмотки 2 автотрансформатора 4, а соотношение чисел витков частей обмотки 1 первого автотрансформатора - 2 к 1, при соотношении чисел витков частей обмотки 2 второго трансформатора -1 к 1. На Фиг.2 видно, что при такой топологии построения схемы отрезки ОА, OВ и ОС, а соответственно и напряжения U_AO, U_BO, U _CO равны, т.е. точка О является силовой нейтралью трехфазной системы.

Выполнение обоих автотрансформаторов понижающими либо понижающими позволяет питать нагрузки напряжением, отличным от напряжения источника питания, т.е расширяет функциональные возможности схемы.

Наличие силовой нейтрали выходной фазной цепи позволяет использовать устройство в системах централизованного электропитания широкого ряда потребителей энергии.

Составитель описания: Коняхин С.Ф. Источники информации, принятые во внимание при составлении описания:

B.C.Моин «Стабилизированные транзисторные преобразователи», М. Энергоатомиздат, 1986 г., с.316.

Д.Э.Брускин и др. «Электрические машины и микромашины» М., «Высшая школа» 1990 г., с.110.

1. Трехфазная система электропитания, содержащая источник трехфазного напряжения, подсоединенный к фазным выходным цепям, первая из которых соединена с первым выводом обмотки первого электромагнитного элемента, второй вывод которой подключен к выводу средней точки обмотки второго электромагнитного элемента, крайние выводы которой присоединены соответственно к второй и третьей фазным выходным цепям, отличающаяся тем, что электромагнитные элементы выполнены в виде автотрансформаторов, обмотка первого из которых имеет дополнительный вывод, разделяющий ее на две части с соотношением витков два к одному по направлению от первого вывода к второму, и являющийся силовой нейтралью фазных выходных цепей, при этом число витков обмотки первого автотрансформатора составляет от 0,85 до 0,9 от числа витков обмотки второго автотрансформатора.

2. Трехфазная система электропитания по п.1, отличающаяся тем, что оба автотрансформатора выполнены повышающими.

3. Трехфазная система электропитания по п.1, отличающаяся тем, что оба автотрансформатора выполнены понижающими.