Трехфазные преобразователи частоты (ПЧ), на основе сверхпроводящих трансформаторов с вращающимся магнитным полем возбуждения, предназначены для преобразования трехфазного напряжения одной частоты в напряжение другой частоты. Они выполняются с трехфазной сверхпроводящей обмоткой и с трехфазным коммутатором. С первичной стороны подается трехфазное напряжение частотой f1, а с вторичной стороны, на выходе трехфазного коммутатора снимается трехфазное напряжение частотой f2. Частота вторичного напряжения f2, в зависимости от частоты управляемых импульсов трехфазного коммутатора, может быть как ниже, так и выше частоты первичного напряжения f1. 
На рис. 66 показана электрическая схема СП трансформаторного ПЧ, а на рис. 67, 68 расчетные и экспериментальные кривые мгновенных значений выходного фазового напряжения.
Рис. 66. Трехфазный преобразователь частоты на основе СПТ с вращающимся магнитным полем
Рис. 67. Расчетные кривые мгновенных значений выходного напряжения, преобразователя частоты
Рис. 68. Осциллограммы мгновенных напряжений преобразователя частоты
Уравнения преобразователя частоты имеют вид:
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
К настоящему времени проведено большое количество работ по исследованию электромагнитного поля в сверхпроводниках, исследованию и разработке сверхпроводящих трансформаторов с обмотками из СП материалов I и II рода, в том числе и из ВТСП материалов.
Электромагнитные процессы в сверхпроводниках описываются уравнениями Максвелла с учетом двухжидкостной модели и специфики свойств и параметров неоднородной сверхпроводящей материальной среды. Специфическим свойством параметров СП материалов, по сравнению со свойствами и параметрами обычных проводящих материалов, применяемых в обмотках силовых трансформаторов, является зависимость их величин от магнитного поля, в котором они находятся. Эта зависимость носит нелокальный характер.
Для описания электромагнитного процесса в сверхпроводниковой среде, кроме, обычно вводимых в уравнения параметров: удельного сопротивления р, и магнитной проницаемости μ, необходимо использование удельной кинетической индуктивности IК. Величины параметров
являются переменными в каждой точке сверхпроводника и меняются в зависимости от магнитных индукций.
Для построения математической модели электромагнитного поля использованы два подхода рассмотрения сверхпроводника: с учетом и без учета его диамагнитных свойств.
Значения параметров СП среды
определяются характером распределения концентрации СП электронов ns внутри сверхпроводника в зависимости от магнитных индукций
Эта зависимость представлена в виде:
где: V0 - безразмерный коэффициент; аe - параметр Гинзбурга-Ландау
Для увеличения токонесущей способности провода и уменьшения потерь в нем, сверхпроводящий провод для обмоток СП трансформаторов выполняется многожильным. В связи с чувствительностью СП жил провода к внешнему магнитному полю, их токонесущая способность в многожильном СП проводе значительно уменьшается при увеличении числа жил и уменьшении расстояния между ними. При заданном диаметре СП провода и СП жилы, с уменьшением числа жил в проводе, расстояние между ними увеличивается, магнитное взаимодействие между жилами слабеет и токонесущая способность СП жил увеличивается. Оптимальное значение количества СП жил в сверхпроводящем многожильном проводе
При таких геометрических соотношениях, каждая СП жила в СП проводе находится практически в собственном магнитном поле, локализированном вокруг нее.
Локализированные многожильные сверхпроводящие провода могут быть использованы в силовых обмотках сверхпроводящих трансформаторов, якорных обмотках электрических машин, электрокабелях, линиях электропередач и т.д.
Во всех этих случаях применения ЛМЖСПП, индуктивности, индуктивные сопротивления и индуктивные падения напряжения уменьшаются. Расход СП материалов в СП проводах, и, соответственно, в обмотках, снижается в
раз.
Требования, предъявляемые к магнитным полям возбуждения и рассеяния в сверхпроводящих трансформаторах, привели к необходимости использования в сверхпроводящих трансформаторах отдельных обмоток возбуждения.
Для получения максимального магнитного поля в магнитопроводе сверхпроводящего трансформатора, обмотки возбуждения выполняются из многожильных СП проводов и располагаются по сравнению с силовыми обмотками близко к магнитопроводу.
Для полного описания электромагнитных процессов, уравнения сверхпроводящего трансформатора и его расчетные электрические схемы замещения стационарных и переходных процессов, кроме известных сопротивлений, вводятся кинетические индуктивные сопротивления, до настоящего времени неприменяемые в теории сверхпроводящих трансформаторов.
Инженерная методика расчета для исследования стационарных и переходных процессов в сверхпроводящих трансфор маторах, может быть использована для исследования электромагнитных процессов в сверхпроводящих электрических машинах, линиях электропередач постоянного и переменного тока, сверхпроводящих индуктивных накопителях и т.д., на базе которых будут созданы сверхпроводящие электрические и электромагнитные системы.
Анализ материалов, опубликованных в отечественной и зарубежной научно-технической литературе по сверхпроводящим трансформаторам с обмотками из сверхпроводников I и II рода, показал, что большинство их связано с разработкой СП трансформаторов с пульсирующим магнитным полем, ферромагнитным сердечником и обмотками, как из низкотемпературных, так и высокотемпературных сверхпроводников. Однако, в последнее время, основным направлением разработок в этой области, следует считать создание сверхпроводящих трансформаторов с обмотками из высокотемпературных сверхпроводников и магнитопроводом из аморфной электротехнической стали.
Разработка сверхпроводящих трансформаторов с вращающимся магнитным полем и использование управляемых полупроводниковых коммутаторов, на основе мощных запираемых GTO тиристоров и IGBT силовых транзисторов, откроет широкие возможности создания новых видов статических электромагнитных преобразователей электромашинкой конструкции: выпрямителей, инверторов, преобразователей частоты и т.д.
Характерной особенностью сверхпроводящих трансформаторов с вращающимся магнитным полем является выполнение их обмоток замкнутыми, по аналогии с обмотками коллекторных электрических машин, что дает значительное улучшение использования таких обмоток в сверхпроводящих трансформаторах.
Уравнения электромагнитных процессов сверхпроводящих трансформаторов с вращающимся магнитным полем и управляемым полупроводниковым коммутатором были получены на основе общей теории электрических машин с управляемым полупроводниковым коммутатором.
