Сиддиков И. Х., Абубакиров А. Б., Шаулеметов Т. У., Есенбеков А. Ж. Разработка электромагнитного преобразователя несимметрии трехфазного тока с расширенными функциональными возможностями // Международный научный журнал "Интернаука". — 2017. — №10.
Технические науки
УДК 621.314 (075)
Сиддиков Илхом Хакимович
Доктор технических наук, профессор
Ташкентский университет информационных технологий
Абубакиров Азизжан Базарбаевич
Стажёр-преподаватель
Каракалпакский государственный университет
Шаулеметов Тимур Уринбекович,
Есенбеков Азамат Жолдасбаевич
ассистенты
Каракалпакский государственный университет
I.KH. Siddikov
doctor of technologies, Professor
Tashkent university information technologies
A.B. Abubakirov
trainee teacher
Karakalpak State University
T.U. Shaulemetov, A.J. Esenbekov
assistants
Karakalpak State University
РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НЕСИММЕТРИи трехфазного ТОКА С РАСШИРЕННЫМИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ
THE CONSTRUCTIONS OF ELECTROMAGNETIC TRANSDUCER OF UNBALANCE OF THREE PHASES CURRENT
Аннотация: В работе рассмотрены вопросы разработки электромагнитного преобразователя несимметрии трехфазного тока в напряжение (ЭМПНСТН) на основе усовершенствования магнитопровода, выполненного в виде противоположно расположенных двух симметричных частей, каждая из которых вдоль оси магнитопровода имеют три полукруглые выемки, образующих круглые отверстия для расположения фазных токопроводов трехфазной электрической сети. А в четырех воздушных зазорах между отверстиями расположены четыре плоские измерительные катушки на изоляционных линейках, позволяющие расширить функциональные возможности преобразователя.
Ключевые слова: несимметрия, электромагнит, преобразователь, магнитопровод, токопровод, трехфазная электрическая сеть, электроприемник, катушки, винт, гайка, изоляционная линейка.
Summary: In the paper given the materials of construction of electromagnetic transducer of asymmetry of the three-phase current to a voltage (EMPNSTN) based on magnetic circuit made in the form of oppositely disposed two symmetrical parts, each of which along the magnetic axis are three semi-circular recesses forming the round holes for arranging the phase conductors of three-phase mains, and four air gaps between the holes are four flat measuring coil on the insulating product lines, with the number of turns of the two outermost flat measuring coils is two times less than the number of turns of the two secondary flat measuring coils, and on the projections of the two ends of the yoke provided with holes for arrangement screws with nuts of a nonmagnetic material allowing to expand the functionality of the device of control unbalance in electric nets of communication objects.
Key words: asymmetry, electromagnet transducers, electromagnetic, conductive, three-phases electric nets, power equipment, coil, screw, nut, insulating line.
Задачей данной работы является расширение функциональные возможности первичного измерительного преобразователя несимметрии трехфазного тока на основе регулирования параметров цепи преобразования.
Поставленная задача решается тем, что в электромагнитном преобразователе несимметрии трехфазного тока в напряжение (ЭМПНСТН), содержащее магнитопровод, три первичных токопровода, плоские измерительные катушки, нанесенные на изоляционные линейки и расположенные в воздушном зазоре магнитопровод выполнен в виде противоположно расположенных двух симметричных частей, каждая из которых вдоль оси магнитопровода имеют три полукруглые выемки, образующих круглые отверстия для расположения фазных токопроводов трехфазной электрической сети, а в четырех воздушных зазорах между отверстиями расположены четыре плоские измерительные катушки на изоляционных линейках, при этом, число витков двух крайних плоских измерительных катушек в два раза меньше, чем число витков двух средних плоских измерительных катушек, а на выступах двух торцов магнитопровода выполнены отверстия для расположения винтов с гайками из немагнитного материала.
На рис.1 представлена общий вид конструкции разработанной конструкции ЭМПНСТН, на рис. 2 - схема соединения плоских измерительных обмоток и на рис.3 - векторная диаграмма выходного трехфазного напряжении при симметричных первичных токах трехфазной электрической сети. ЭМПНСТН на фиг.1 содержит магнитопровод 1 и 2, выполненный в виде противоположно расположенных двух симметричных частей, каждая из которых вдоль оси магнитопровода имеют три полукруглые выемки 3, 4 и 5, образующих круглые отверстия 6, 7 и 8 для расположения фазных токопроводов А, В и С трехфазной электрической сети, а в четырех воздушных зазорах 9, 10, 11 и 12 между отверстиями расположены четыре плоские измерительные катушки 13, 14, 15 и 16 на изоляционных линейках 17, 18, 19 и 20, при этом, число витков двух крайних 13 и 16 плоских измерительных катушек в два раза меньше, чем число витков двух средних 14 и 15 плоских измерительных катушек, а на выступах двух торцов магнитопровода выполнены отверстия для расположения винтов 21 с гайками 22 из немагнитного материала.
ЭМПНСТН работает следующим образом
При протекании тока в А, В и С первичных токопроводах трехфазной электрической сети, в противоположно расположенных симметричных магнитопроводах 1 и 2 появляются магнитные потоки Ф1, Ф2 и Ф3, которые в зазоре между торцами пересекают витки плоских измерительных катушек 13, 14, 15 и 16 изоляционных линеек 17, 18, 19 и 20 при этом:
Рис.1. Общий вид конструкции ЭМПНСТН
Рис. 2. Соединение плоских измерительных катушек
Рис. 3. Векторная диаграмма выходных напряжении при симметричных первичных токах трехфазной электрической сети
(1)
(2)
(3)
где: IA, IВ, IС - первичные токи, протекающие по первичной обмотке - токопроводам А, В и С трехфазной электрической сети; WА, WВ, WС – числа витков первичной обмотки, Rμ1 = Rμ2 = Rμ3 – суммарные магнитные сопротивления.
В ЭМПНСТН магнитные сопротивления участков магнитной цепи преобразования Rµ зависит от величины воздушного зазора, который в данном случае регулируется с помощью специальных винтов 21 с гайками 22 из немагнитного материала, Применение эффекта регулирования воздушного зазора позволяет увеличить диапазон контролируемой величины первичных токов IA, IВ, IС трехфазной электрической сети, определяемые на основе геометрических размеров (сечение) первичного токопровода.
(4)
где: ρ – удельное сопротивление участков цепи преобразования, δ = δ1 = δ2 – регулируемый воздушный зазор между симметричными магнитопроводами,, F- сечение участки цепи на пути магнитного потока. Напряжения на выходе каждой плоской измерительной катушки ЭМПНСТН Uэвых1, Uэвых2,, Uэвых3, и Uэвых4 определяются в зависимости взаимовлияния магнитных потоков Ф1, Ф2 и Ф3 в отдельных частях симметричных магнитопроводов (фиг.1) и величины регулируемого воздушного зазора δ:
(5)
(6)
(7)
(8)
где: 2W1 = W2 = W3 = 2W4 – число витков плоских измерительных катушек, (W1 = W4 и W2 = W3 - плоские измерительные катушки выполняются с одинаковым числом витков W), f – частота питающей электрической сети.
Выходные напряжения между фазным напряжением и нулевым проводом UаN, UвN, и UсN определяются на основе соединения плоских измерительных катушек. При соединении плоских измерительных катушек ЭМПНСТН по схеме звезда с нулевым проводом (рис.2), выходные напряжения определяются на основе следующих соотношении:
(9)
(10)
(11)
где Iвт1 , Iвт4 – вторичные токи, протекающие по измерительным катушкам 1 и 4.
Выходное напряжение ЭМПНСТН UаN определяется на основе встречного соединения плоских измерительных катушек W1 и W4, обеспечивающий сигнал, пропорциональный разности вторичных токов, протекающие по этим катушкам как Iвт1- Iвт4 , как это представлено в формуле (8). Такое соединение плоских измерительных катушек ЭМПНСТН 1 и 4 обуславливается необходимостью определения и обеспечения зависимости выходного напряжения UсN от разности магнитных потоков Ф1 и Ф3 в регулируемом воздушном зазоре δ = δ1 = δ2. При симметричном трехфазном токе электрических сетей электрооборудовании коммуникации из-за равенства первичных токов IA, IВ, IС - протекающих по первичной обмотке - токопроводам А, В и С трехфазной электрической сети и создаваемые ими магнитных потоков Ф1, Ф2 и Ф3 , векторная сумма выходных вторичных напряжении UаN, UвN, и UcN (рис.3) равна нулю. В ЭМПНСТН магнитные потоки Ф1, Ф2 и Ф3, в зависимости от величины регулируемого воздушного зазора δ = δ1 = δ2 позволяют получить сигнал о несимметрии токов в виде выходного напряжения, которые появляются при неравенстве магнитных потоков Ф1 ≠≠ Ф2 ≠≠ Ф3, наведённые первичными токами IA, IВ и IС.
Литература
