RU2674753C2

RU2674753C2 - Single-phase load on three-phase network phases uniform distribution device

Info

Publication number: RU2674753C2
Application number: RU2016145155A
Authority: RU
Inventors: Валерий Дмитриевич Василенко
Original assignee: Валерий Дмитриевич Василенко
Priority date: 2016-11-17
Filing date: 2016-11-17
Publication date: 2018-12-13
Also published as: RU2016145155A; RU2016145155A3

Abstract

FIELD: electrical equipment.SUBSTANCE: field of application: electrical equipment. Single-phase load uniform distribution device across the three-phase network phases contains input terminals A1, B1, C1 for the supply network connection and output terminals B2, C2 for the load connection, and the actuator, made in the form of containing primary and secondary windings three-phase transformer. Primary windings are connected to a star, which zero output is connected to the supply mains N1 zero output, wherein the primary windings in two phases have taps, one of which is the first main output for the single-phase load connection, and the second tap is connected to the secondary winding in the third phase first output, this secondary winding second extreme terminal is the second output terminal for the single-phase load connection, wherein the number of turns of the output windings in the transformer each phase is equal to each other or differ by not more than 10 %.EFFECT: technical result is the single-phase load uniform distribution across the three-phase network phases and increase in the energy performance.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различной аппаратуры.The invention relates to electrical engineering and can be used in power circuits of various equipment.

Известно устройство для равномерного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной, содержащее трансформатор. Недостаток - сложность устройства. (1)A device is known for the uniform distribution of a single-phase load over the phases of a three-phase, containing a transformer. The disadvantage is the complexity of the device. (one)

Известно устройство для равномерного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной питающей сети, содержащее трехфазный симметрирующий трансформатор первичные обмотки которого включены в зигзаг (2).A device is known for the uniform distribution of a single-phase load across the phases of a three-phase supply network, containing a three-phase balancing transformer whose primary windings are included in a zigzag (2).

Недостаток - сложность и большая установленная мощность трансформатора и несимметрия входных токов…The disadvantage is the complexity and large installed power of the transformer and the asymmetry of the input currents ...

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для равномерного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети, содержащее входные зажимы для подключения питающей сети и выходные зажимы, и исполнительный элемент на основе двух включенных однофазных трансформаторов или одного трехфазного трансформатора и содержащего первичные обмотки, соединенные с входными зажимами и вторичные обмотки соединенные с нагрузкой (3).Closest to the proposed one is a device for evenly distributing a single-phase load across the phases of a three-phase network, containing input terminals for connecting the mains and output terminals, and an actuator based on two included single-phase transformers or one three-phase transformer and containing primary windings connected to the input terminals and secondary windings connected to the load (3).

Недостаток - неравномерное распределение входных токов по фазам трехфазной сети ток в одной из фаз в два раза превышает ток в двух других фазах.The disadvantage is the uneven distribution of input currents over the phases of a three-phase network; the current in one of the phases is two times higher than the current in the other two phases.

Цель изобретения - равномерное распределение однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети и повышение энергетических характеристик и снижение массы.The purpose of the invention is the uniform distribution of a single-phase load over the phases of a three-phase network and an increase in energy characteristics and weight reduction.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем входные зажимы А1, В1, С1 для подключения питающей сети и выходные зажимы В2, С2 для подключения нагрузки и исполнительный элемент, выполненный в виде трехфазного трансформатора, содержащего первичные и вторичные обмотки при этом первичные обмотки соединены в звезду, нулевой вывод которой соединен с нулевым выводом питающей сети N1 причем первичные обмотки в двух фазах имеют отводы один из которых является первым основным выводом для подключения однофазной нагрузки, а второй отвод соединен с первым выводом вторичной обмотки в третьей фазе второй крайний вывод этой вторичной обмотки является вторым выходным выводом для подключения однофазной нагрузки, причем число витков выходных обмоток в каждой фазе трансформатора равны между собой и или отличаются не более чем на 10%.This goal is achieved by the fact that in the known device containing the input terminals A1, B1, C1 for connecting the mains and the output terminals B2, C2 for connecting the load and the actuating element, made in the form of a three-phase transformer containing primary and secondary windings with primary windings connected to a star, the zero output of which is connected to the zero output of the supply network N1 and the primary windings in two phases have taps, one of which is the first main output for connecting a single-phase load, a second branch connected to a first terminal of the secondary winding in the third phase the output of this second end of the secondary winding is a second output terminal for connecting the single-phase load, the number of turns of the output windings in each phase of the transformer are equal and or differ by no more than 10%.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения «новизна».Thus, the claimed device meets the criteria of the invention of "novelty."

Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники выявило в них признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».Comparison of the claimed technical solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field revealed signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype, which allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства.. Устройство содержит входные зажимы для подключения питающей сети А1, В1, С1, N1 и выходные зажимы для подключения нагрузки В2, С2 и исполнительный элемент в виде трехфазного трансформатора 1, имеющего первичные обмотки 2, соединенные в звезду, нулевой вывод 6 которой соединен с нулевым выводом питающей сети N1, вторичную обмотку 3 в одной из фаз, первичные обмотки в двух фазах С и А имеют отводы 4 и 5 один из которых 5 является первым выходным выводом для подключения однофазной нагрузки, а второй отвод соединен с первым крайним выводом вторичной обмотки 3 второй вывод которой является другим выходным выводом для подключения однофазной нагрузки при этом нулевой вывод первичных обмоток 6 соединен с нулевым выводом питающей сети N1.In FIG. 1 is a schematic diagram of the device .. The device contains input terminals for connecting the mains A1, B1, C1, N1 and output terminals for connecting loads B2, C2 and an actuating element in the form of a three-phase transformer 1 having primary windings 2 connected to a star, zero terminal 6 of which is connected to the zero terminal of the supply network N1, secondary winding 3 in one of the phases, primary windings in two phases C and A have taps 4 and 5, one of which 5 is the first output terminal for connecting a single-phase load, and the second tap connected to the first extreme terminal of the secondary winding 3, the second terminal of which is another output terminal for connecting a single-phase load, while the zero terminal of the primary windings 6 is connected to the zero terminal of the supply network N1.

Устройство работает следующим образом: При подаче линейного напряжения 380 B на выводы А1, В1, С1, трехфазного фильтросимметрирующего трансформатора 1 и подключении однофазной нагрузки на выводы В2 и С2 с выходным напряжением 220 B в обмотках трансформатора протекают токи и при этом токи фаз А1, В1, С1 практически равны между собой. Это достигается при равенстве чисел витков выходных обмоток трех фаз (отличие не более 10%) т.е число витков обмотки между выводом 6 и отводом 4, отводом 5 и числом витков вторичной обмотки 3 равны и или отличаются не более чем на 10%, а также благодаря соединению нулевого вывода 6 с нулевым проводом питающей сети N1. Ток в нулевом проводе перераспределяется геометрически (векторно) по трем фазам таким образом, что уменьшает максимальный ток в фазах и повышает меньшие токи в фазах. В сравнении с прототипом максимальный ток потребляемый от сети трансформатором снижается на 30%.The device operates as follows: When a linear voltage of 380 V is applied to the terminals A1, B1, C1, a three-phase filter-balancing transformer 1 and a single-phase load is connected to the terminals B2 and C2 with an output voltage of 220 V, currents flow in the transformer windings and the currents of phases A1, B1 , C1 are almost equal to each other. This is achieved when the number of turns of the output windings of the three phases is equal (the difference is no more than 10%), i.e. the number of turns of the winding between terminal 6 and branch 4, branch 5 and the number of turns of the secondary winding 3 are equal to or differ by no more than 10%, and also due to the connection of the neutral terminal 6 with the neutral wire of the power supply network N1. The current in the neutral wire is redistributed geometrically (vector) in three phases in such a way that reduces the maximum current in the phases and increases the lower currents in the phases. Compared with the prototype, the maximum current consumed by the transformer from the network is reduced by 30%.

Не трудно заметить что при формировании выходного напряжения используется примерно половина витков первичных обмоток 2 в двух фазах и только одна вторичная обмотка, поэтому установленная мощность такого устройства минимальна и равна по величине мощности однофазной нагрузки.It is not difficult to notice that when generating the output voltage, approximately half of the turns of the primary windings 2 in two phases and only one secondary winding are used, therefore the installed power of such a device is minimal and equal in magnitude to the power of a single-phase load.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения заключается в обеспечении практически равномерного распределения однофазной нагрузки по трем фазам питающей сети при минимально возможной установленной мощности трехфазного трансформатора и высоких энергетических характеристиках.The technical and economic efficiency of the proposed technical solution is to ensure almost uniform distribution of a single-phase load across the three phases of the supply network with the minimum possible installed capacity of a three-phase transformer and high energy characteristics.

1. А.С. СССР №1372473 H02J 3/26, H02M 5/321. A.S. USSR No. 1372473 H02J 3/26, H02M 5/32

2 Патент РФ N2321133 H02J 3/262 RF patent N2321133 H02J 3/26

3. ПатентРФ№2591040 H02J 3/263. Patent RF No. 2591040 H02J 3/26

Claims

A device for uniform distribution of a single-phase load across the phases of a three-phase network, containing input terminals A1, B1, C1 for connecting the mains and output terminals B2, C2 for connecting the load and an actuator made in the form of a three-phase transformer containing primary and secondary windings, while the primary windings are connected to a star, the zero output of which is connected to the zero output of the supply network N1, and the primary windings in two phases have taps, one of which is the first main output for connecting a single-phase load, and the second tap is connected to the first output of the secondary winding in the third phase, the second extreme terminal of this secondary winding is the second output terminal for connecting a single-phase load, and the number of turns of the output windings in each phase of the transformer are equal to each other or differ by no more than 10%.