Удвоитель частоты

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника энергии повышенной частоты. Цель изобретения - улучшение массо-габаритных показателей при ползгчении трехфазного выходного напряжения косинусоидальнои формы. Удвоитель частоты содержит три блока 1,2,3, каждый из которых включает выпрямительньй мост, вьшолненный на диодно-транзисторных ключах последовательного типа, управляющий трансформатор 12 с первичной обмоткой 13 и вторичными обмотками 14-17, подключенными к управляющим электродам транзисторов 4-7 выпрямительного моста, дроссель 18 и выходной трансформатор 20. Дроссель 18 подключен к входному заж;иму 19 выпрямительного моста. Первичная обмотка 21 трансформатора 20 подключена к выходным зажимам 22, 23 вьшрямительного моста. Входные зажимы 24 выпрямительных мостов блоков 1,2,3 .соединены между собой. Между свобод- . ным вьгоодом дросселя 18 и входным зажимом 24 каждого блока включены внешние однофазные источники 26,27, с (Л с 23 30 ю со О) 00 Ь гз 30

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ1249673 (5д 4 Н 02 М 5/16

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ДВТОеСНОМ СвиДсткЛьСтву

29 JO

29 ЗО

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 (21) 3858310/24-07 (22) 20.02.85. (46) 07.08.86. Бюл.N- 29 (71) Московский институт электронного машиностроения (72) О.П.Новожилов (53) 621.314.26(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N -733070, кл. Н 02 M 5/16, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 892620, кл. Н 02 М 5/16. 1981. (54) УДВОИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника энергии повышенной частоты. Цель изобретения— улучшение массо-габаритных показателей при получении трехфазного выходного напряжения косинусоидальной формы. Удвоитель частоты содержит три блока 1,2,3, каждый из которых включает выпрямительный мост, выполненный на диодно-транзисторных ключах последовательного типа, управляющий трансформатор 12 с первичной обмоткой 13 и вторичными обмотками

14-17, подключенными к управляющим электродам транзисторов 4-7 выпрямительного моста, дроссель 18 и выходной трансформатор 20. Дроссель 18 подключен к входному зажиму 19 выпрямительного моста. Первичная обмотка 21 трансформатора 20 подключена к выходным зажимам 22, 23 выпрямительного моста. Входные зажимы 24 выпрямительных мостов блоков 1,2,3 ,соединены между собой. Между свобод:ным выводом дросселя 18 и входным зажимом 24 каждого блока включены внешние однофазные источники 26,27, 1249673

28 напряжения. Первичная обмотка 13 трансформатора i12 каждого блока 1, 2,3 подключена к общим точкам соединения внешнего источника и дросселя двух других блоков соответственно. Напряжения источников 26-28 сдвинуты относительно друг друга на 120 эл.град. Введение третьего блока, третьего внешнего источника Напряже ния и введение в каждый блок дросселя 18 позволяют получить трехфазное выходное напряжение косинусоидальной формы с удвоенной частотой, а т.к. постоянная составляющая тока протекает по цепям с малым сопротивлением, повышается КПД и достигается поставленная цель. 3 ил. го трансформатора 2 каждого блока

1-3 подключена к общим точкам соединения внешнего однофазного источ" ника напряжения и дросселя двух

5 других блоков 2,3; 3,1; 1,2 соответственно. Напряжения внешних источников 26-28 сдвинуты относительно друг друга на 120 эл.град. Зажимы

29 и 30 вторичных обмоток 31 транс1О форматоров 20 блоков 1-3 образуют трехфазный выход устройства.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника энергии повышенной частоты, в частности для питания электродвигателей.

Цель изобретения — улучшение массогабаритных показателей при получении трехфазного выходного напря-. жения косинусоидальной формы.

На фиг.l приведена схема удвоителя частоты; на фиг.2 — временные, диаграммы; на фиг.3 — вебер-амперная характеристика дросселя, воздействующее на дроссель потокосцепление и отклик тока.

Удвоитель частоты содержит три блока 1 — 3, каждый из которых включает в себя выпрямительный мост, выполненный на диодно-транзисторных ключах последовательного типа, составленных из транзисторов 4 — 7, и полупроводниковых диодов 8. — 11 соответственно, управляющий трансформатор 12 с одной первичной обмоткой 13 и четырьмя вторичными обмотками 14 — 17, подключенными к управ ляющим электродам транзисторов 4 — 7, дроссель 18, вывод которого подключен к входному зажиму 19 выпрямительного моста и, выходной. трансформатор 20, первичная обмотка 21 которого подключена к выходным зажимам 22 и 23 выпрямительного моста. При этом входные зажимы 24 выпрямительных мостов блоков 1-3 соединены между собой.

Между другим выводом 25 дросселей

18 и входным зажимом 24 выпрямительных мостов включены внешние однофазные источники 26-28 напряжения для питания блоков 1-3 соответствен » но. Первичная обмотка 13 управляюще

Удвоитель частоты работает следующим образом.

Так как первичная обмотка 13 управляющего трансформатора 12 блока

1 подключена к источникам 27 и 28, -то напряжение U„> на ней,будет на

90 эл. град. отставать от напряже20 ния П источника 26 (фиг.2 о.). В первую половину периода Т входных колебаний в открытом состоянии находятся транзисторы 4 и 6, во вторую половину периода Т вЂ” транзисторы

25 5 и 7, так как на их базы поступа ют отрицательные напряжения соответ-;, ственно U«,„ и <<5,1 с обмоток 14, 16 и 15,17 (фиг.2а ). Допустим, что сопротивление нагрузки, подключа. емое к выходным зажимам 29 и 30 устройства весьма мало, тогда дроссель

18 с помощью выпрямительного моста, составленного из транзисторов 4 . — 7 и полупроводниковых диодов 8 — 11 будет в течение всего периода Т не35 посредственно подключен к источнику

26 напряжения. В этом случае потокосцепление Ч дросселя 18 отстает от напряжения Ц на нем,на 90 эл.град. 40 (фиг.2 a. ) . При воздействии потокосцепления на нелинейную вебер-амперную характеристику дросселя 18 через

1249 последний будет протекать ток форма которого отличается от синусоиды (фиг.З О, g )). Таким образом, источник 26 напряжения совместно с дросселем 18 представляют собой источник тока i форма которого отличается от синусоиды (фиг.2 6)., В первую половину периода Т ток i протекает через первичную обмотку 21 выходного трансформатора по следующей цепи: 10 дроссель 18 — зажим 19 — транзистор

4 — диод 8 — зажим 22 — обмотка 21 зажим 23 — транзистор 6 — диод 10— зажим 24 — источник 26 — зажим 25— дроссель 18. Во вторую половину пе- !5 риода Т ток х через дроссель 18 протекает в- другом направлении (фиг.2 5) по цепи: дроссель 18 — зажим 25— источник 26 — зажим 24 — транзистор

7 — диод 11 — зажим 22 — обмотка 21 - 20 зажим 23 — транзистор 5 — диод 9— зажим 19 — дроссель 18. Отсюда следует, что через первичную обмотку

21 ток i« протекает в одном направлении. При использовании дросселя 18 25 с квадратичной вебер-амперной характеристикой (фиг.3 о ) ток i имеет косинусоидальную форму (фиг.2 Ь ), поэтому напряжение на выходных зажимах 29 и 30 устройства будет также косинусоидальным. Так как процессы в блоках 1-Зпротекают сосдвигом на120 эл.,град., тона зажимах29и30 блоков с

1-3 образуетсятрехфазная системавыходного напряженияудвоенной частоты .

Применение предлагаемого устройства позволяет получить трехфазное выходное напряжение косинусоидальной формы с удвоенной частотой. При этом достигается также высокий КПД уст:ройства, так как постоянная составляющая тока i, (фиг.2 Ь..) протекает ло цепям, имеющим малое сопротивление. формула изобретения, Удвоитель частоты, содержащий два однофазных источника переменного

673..

4 напряжения и два блока, каждый из которых состоит из выпрямительного моста, каждое плечо которого выполнено в виде последовательно соединенных диода и транзистора, и управляющего трансформатора с одной первичной и четырьмя вторичными обмотками, причем в каждом блоке первый входной зажим выпрямительного моста соединен с одним выводом одного из источников переменного напряжения, а каждая из вторичных обмоток управляющего транс»" форматора подключена к управляющим электродам одного из транзисторов моста, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей при получении трехфазного выходного напряжения косину соидальной формы, дополнительно введены третий однофазный источник переменного напряжения и третий идентичный блок, а каждый из трех блоков дополнительно снабжен дросселем, включенным между вторым входным зажимом выпрямительного моста и другим выводом соответствующего источника переменного напряжения, и выходным трансформатором, первичная обмотка которого подключена к выходным зажимам выпрямительного моста„ а вторичная — вместе с вторичными обмотками дополнительных трансформаторов других блоков образует трехфазный выход, причем напряжения однофазных источников переменного напряжения сдвинуты относительно друг друга на !

20 эл. град., первые входные зажимы выпрямительных мостов всех блоков объединены между собой, а первичная обмотка управляющего трансфор::матора каждого блока включена между общими точками соединения указанных выводов однофазных источников переменного напряжения с соответствую-: щими дросселями двух других блоков.

1249673. Рю.

Редактор . В. Иванова

Составитель Л.Устинкина

Техред Л.Олейник

Корректор: С. Шекмар

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ. 4337/57

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæéîðoä, ул.Проектная,4