Ферромагнитный ушестеритель частоты

 

ФЕРРОМАГНИТНЫЙ УШЕСТЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий магнитопроводы с расположенными на них входными обмотками, соединенными в звезду, концы которой соединены с выводами для подключения трехфазного источника питающего напряжения, выходными обмотками, соединенными в цепь, подключенную к выходным выводам, дополнительные обмотки, соединенные через конденсатор в последовательную замкнутую цепь, и обмотки управления, соединенные последовательно в цепь, подключенную через, фильтр-пробку к источнику постоянного напряжения, отличающийся тем, что с целью улучщения формы выходного напряжения путем уменьщения уровня побочных гармоник в его спектре и улучщения массогабаритных показателей, используют три магнитопровода, каждый из которых выполнен с двумя окнами в ортогональных направлениях, в одном из которых расположеныодна входная и одна дополнительная обмотки, а в другом - одна обмотка управления и одна выходная обмотка.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1064394

А (51) Н 02 М 5/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3516272/24-07 (22) 26.11 82 (46) 30.12.83. Бюл. № 48 (72) А. Н. Богаченков, О. П. Новожилов и В. Я. Цилинский (7l) Московский институт электронного машиностроения (53) 621.314.263 (088.8) . (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 754606, кл. Н 02 М 5/16, 1978.

2. Бамдас А. М. и др. Ферромагнитные умножители частоты. М.; «Энергия», 1968, с. 111, рис. 5-2б. (54) (57) ФЕРРОМАГНИТНЫЛ УШЕСТЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий магнитопроводы с расположенными на них входными обмотками, соединенными в звезду, концы которой соединены с выводами для подключения трехфазного источника питающего напряжения, выходными обмотками, соединенными в цепь, подключенную к выходным выводам, дополнительные обмотки, соединенные через конденсатор в последовательную замкнутую цепь, и обмотки управления, соединенные последовательно в цепь, под ключенную через фильтр-пробку к источнику постоянного напряжения, отличающийся тем, что с целью улучшения формы выходного напряжения путем уменьшения уровня побочных гармоник в его спектре и улучшения массогабаритных показателей, используют три магнитопровода, каждый из которых выполнен с двумя окнами в ортогональных направлениях, в одном из которых расположены одна входная и одна дополнительная обмотки, а в другом — одна обмотка управления и одна выходная обмотка. г

1064394

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника энергии повышенной частоты в различных областях техники.

Известен ферромагнитный ушестеритель частоты, построенный по принципу раздельного умножения, который состоит из соединенных IIO каскадной схеме умножения ферромагнитного утроителя частоты, мостового удвоители частоты и согласующих трансформаторов (1).

Недостатком данного устройства является повышенный уровень побочных гармоник в спектрс выходного напря>кения.

Наиболее близок к предлагаемому ферромагнитный ушестеритель частоты, содержащий мягнитопроводы с расположенными на них входными обмотками, соединенными в,звезду, концы которой соединены с выводами для подключения трехфазного источника питающего напряжения, выходными обмотками, соединенными в цепь, подключенную к выходным выводам, дополнительные обмотки, соединенные через конденсатор в последовательную замкнутую цепь, и обмотки управления, соединенные последовательно в цепь, подключенную через фильтрпробку к источнику постоянного напряжения (2).

Недостаток .известного ферромагнитного ушестерителя частоты состоит в том, что в спектре выходного напря>кения содержатся нечетные гармоники. Это обусловлено неидентичностью параметров магнитопроводов и обмоток удвоителя частоты, а также асимметрией трехфазной системы питающего напряжения и приводит к ухудшению формы выходного напряжения. Кроме того, известное устройство имеет значительные массогабаритные показатели из-за большого количества используемых магнитопроводов: три магнитопроводя с обмотками, включенными по схеме утроителя частоты, и два магнитопровода с обмотками, включенными по схеме удвоитсля частоты.

Цель изобретения — улучшение формы выходного напря>кения путем уменьшения уровня побочных гармоник в его спектре и улучшение мяссогябяритных показателей.

Поставленная цель достигается тем, что в ферромагнитном ушестерителе частоты, содержащем мягнитопроводы с расположенными на них входными обмотками, соединенными в звезду, концы которой соединены с выводами для подкл очения трехфазного источника питающего напряжения, выходными обмотками, соединенными в цепь, подключенную к выходнь!м выводам, дополнительные обмотки, соединенные через конденсатор в последовательную замкнутую цепь, и обмотки управления, соединенные последовательно в цепь, подключенную через фильтр-пробку к источнику постоянного напряжения, используют три магнитопровода, каждый из которых выполнен с двумя окнами в ортогональных направлениях, в одном из которых расположены одна входная и одна дополнительная обмотки, а в другом— одна обмотка управления и одна выходная обмотка.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема ферромагнитного ушестерителя частоты; на фиг. 2 — графики, поясняющие принцип его работы.

Ферромагнитный ушестеритель частоты содержит трансформаторы — 3, нагрузочный конденсатор 4, конденсатор 5 поперечной компенсации и фильтр-пробку б. Narнитопровод 7 каждого трансформатора 1 — 3 имеет два окна, расположенные в ортогональных направлениях. В одном окне магнитопровода 7 размещены входные 8 и дополнительные 9 обмотки, в другом — обмотки 10 управления и выходные обмотки 11. Обмот20 ки 8 и 9 трансформаторов — 3 соединены по схеме утроителя частоты, к выходу которого подключен нагрузочный конденсатор 4. Обмотки 10 и 11 соединены последовательно и образуют соответственно цепь

25 подмагничивания и выходную цепь устройства. Магнитопроводы 7 могут быть выполнены на витых разрезных сердечниках, повернутых на 90, или изготовлены из феррита в виде битора..

Ферромагнитный ушестеритель частоты работает следующим образом.

При подключении ушестерителя к источнику трехфазного напряжения с частотойм на нагрузочном конденсаторе 4 и, следовательно, на обмотках 9 трансформаторов 1 — 3 появляется напряжение с частотой Зж. При

3s этом во входном направлении ох (фиг. 2s) ферромагнетика каждого из трансформаторов 1 — 3 воздействуют индукции с частотами ъ и Зд создаваемые напря>кениями на об мотках 8 и 9, а в выходном (ортогональном)

40 направлении oy — постоянная индукция, создаваемая тдком подмагничивания обмоток 10. Напряженность магнитного поля h в любом направлении oz ферромагнетика связана с индукцией в нелинейной зависимостью h = F(b) (фиг. 2 a). Во входном на4g правлении ох индукция изменяется по закону

by b,cosg+Ь созЗ г (гдето =et), в выходном направлении оу индукция by —— bo (фиг. 2б).

Задавая различные значения t от 0 до 2ф, находят индукцию Ь в направлении oz ферромагнетика как геометрическую сумму векторов b и by (фиг. 2 в), затем по графику на фиг. 2а определяют напряженность которая совпадает по направлению с индукцией Ь и, наконец, проектируют вектор h на ось оу. На фнг, 2 проиллюстрирован порядок

5 определения h для 7=-0 и приведена (ф р2г)

У зависимость 1зу(). Гак как период функции

h>(g) равен, то в спектре напряженности магнитного поля содержатся только четные

064394!

О! Х1 Х!

Составитель Л. Устинкина

Редактор Л. Нчелинская . Техред И. Верес Корректор В. Гирняк.

Заказ 30354 55 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР.по делам зобретений н открытий .! l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 гармоники. Напряженность Ьу создает токи, при протекании которых по обмоткам 11 трансформаторов 1 — 3 возникают напряжения четных гармоник. При этом напряжения с частотами кратными бюсовпадают по фазе и, складываясь на обмотках 11, унеличива ются в три раза. Напряжения с другимь частотами образуют симметричные системь трехфазного напряжения, поэтому их суммы равны нулю.

Вследствие пространственно ортогонального расположения обмоток 10 и 1! по отношению к 8 и 9 в спектре выходного напряжения ферромагнитного ушестерителя частоты отсутствуют нечетные гармоники.

Асимметрия трехфазной системы питающего напряжения приводйт лишь к появлению в спектре составляющих с частотами 2а!,4<

8а,! Оех, ...

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое устройство имеет мень5 шин уровень побочных гармоник. В спектре выходного напряжения ушестерителя частоты практически отсутствуют нечетные гармоники, форма выходного напряжения близка к синусоидальной.

Использование изобретения позволяет улучшить форму выходного напряжения, а также уменьшить массу и габариты устройства, снизить затраты на его изготовление путем уменьшения числа магнитопроводов и обмоток.