Трехфазный статический ферромагнитный удвоитель частоты

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве источника питания напряжением повышенной частоты. Цель изобретения - уменьшение мощности подмагничивания постоянным током и упрощение. Удвоитель состоит из трех одинаковых отдельных магнитных элементов , соединенных между собой галь- .ванически. Каждый элемент включает -Aj У 2 3 31 5 Б 137 плоский магнитопровод, состоящий и стержней 1-4, шихтованных внахлест с торцовыми ярмами 13, 14. На каждом стержне расположена одна W s или две Wy катушки трехфазной первичной обмотки основной частоты и катушка Woi обмотки постоянного тока, электрически совмещенной с трехфазной выходной обмоткой удвоенной частоты. При подключении первичной обмотки к трехфазной симметричной системе напряжений основной частоты и подключении совмещенной обмотки ее входными зажимами постоянного тока к источнику постоянного тока с выходных зажимов совмещенной обмотки снимается трехфазная симметричная система практически синусоидальных напряжений удвоенной частоты. Такое выполнение удвоителя снижает долю магнитодвижущей силы постоянного тока, затрачиваемой на проведение постоянного магнитного потока через зазоры-стыки, и исключает операции навивки ярм и строго симметричного расположения и фиксации в пространстве стержней магнитопровода. 3 ил. Б 137 S ТО ШЗ12 (Л СлЭ 4 -ч| Сл:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (59 4 Н 02 М 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4039200/24-07 (22) 23.12.85 (46) 23.10.87. Бюл. й- 39 (71) Кишиневский политехнический ин-. ститут им. С.Лазо и Отдел энергетической кибернетики АН МССР (72) Е.И.Забудский и IO.В.Ермураки (53) 621.314.263(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 471642, кл. Н 02 М 5/16, 1975.

Авторское свидетельство СССР

М 1056393, кл. H 02 M 5/16, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 1277318, кл. Н 02 М 5/16, 29.03.85. (54) ТРЕХФАЗНЫЙ СТАТИЧЕСКИЙ ФЕРРОМАГНИТНЫЙ УДВОИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (» ) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве источника питания напряжением повышенной частоты. Цель изобретения — уменьшение мощности подмагничивания постоянным током и упрощение. Удвоитель состоит из трех одинаковых отдельных магнитных элементов, соединенных между собой галь.ванически, Каждый элемент включает плоский магнитопровод, состоящий из стержней 1-4, шихтованных внахлест с торцовыми ярмами 13, 14. На каждом стержне расположена одна М ь или две

Ч,. катушки трехфазной первичной обмотки основной частоты и катушка

Won обмотки постоянного тока, электрически совмещенной с трехфазной выходной обмоткой удвоенной частоты. При подключении первичной обмотки к трехфазной симметричной системе напряжений основной частоты и подключении совмещенной обмотки ее входными зажимами постоянного тока к источнику постоянного тока с выходных зажимов совмещенной обмотки снимается трехфазная симметричная система практически синусоидальных напряжений удвоенной частоты. Такое выполнение удвоителя снижает долю магнитодвижущей силы постоянного тока, затрачиваемой на проведение постоянного магнитного потока через зазоры-стыки, и исключает операции навивки ярм и строго симметричного расположения и фиксации в пространстве стержней магнитопровода. 3 ил.

1347131

ИЗобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания напряжением повышенной частоты.

Цель изобретения — уменьшение мощности подмагничивания постоянным током и упрощение.

На фиг. 1 представлена электрическая схема расположения на магнитопроводах одной фазы первичной и одной фазы вторичной обмоток, на фиг. 2— электрическая схема трехфазного удвоителя частоты; на фиг. 3 — соотственно симметричная двенадцатифазная звезда векторов магнитодвижущих сил (МДС), действующих в стержнях магнитопроводов, и векторная диаграмма второй гармоники магнитного потока.

Трехфазный статический ферромагнитный удвоитель частоты (фиг. 1 и

2) состоит из магнитной системы, выполненной в виде трех отдельных четырехстержневых плоских магнитопроводов, стержни 1-12 которых шихтованы внахлест с торцовыми верхним 13 и нижним 14 ярмами. Каждая фаза первичной обмотки А,-X (В,-У,, С,-7., ) состоит из двух групп катушек по три катушки 15-17 в группе, одна из которых размещена в начале, а другая в конце фазы с большим W и меньшим

W числами витков, причем соотношение чисел витков катушек каждой группы составляет W :W .W„=l: /3:1, и в каждой группе катушки соединены в левых и правых зигзаги, а группы катушек соединены между собой последовательно и встречно.

Из шести катушек каждой фазы трехфазной входной обмотки четыре катушки W, W, W„, W, расположены соответственно по одной íà каждом стержне одного отдельного четырехстержневого магнитопровода, а две катушки

W, W„, расположены по одной на каждом из нечетных стержней другого четырехстержневого магнитопровода (фиг. 1), Таким образом, на каждом из двух четных стержней каждого отдельного четырехстержневого магнитопровода расположено по одной катушке !1, а на каждом из двух нечетных стержней этого же четырехстержневого магнитопровода расположено по две катушки принадлежащих двум фазам трехфазной первичной обмотки основной частоты (фиг. 2).

Каждая фаза выходной обмотки удвоенной частоты, электрически совмещенной с обмоткой подмагничивания постоянного тока, состоит из четырех катушек с обмотками М, соединенных в две параллельные ветви со стороны выходных зажимов А, В, С трехфазного напряжения удвоенной ча10 стоты (например со стороны выходноФ го зажима А, фиг. 1), а со стороны входных зажимов О, -0 постоянного тока эти четыре катушки соединены последовательно в пределах каждой фазы (фиг. 1).

Питание предложенного удвоителя ,частоты осуществляется путем присоединения зажимов А,, В,, С, первичной обмотки к сети трехфазного напряжения основной (например, промьппленной) частоты и подключения зажимов 0,-0 обмотки подмагничивания, которая электрически совмещена с трехфазной выходной обмоткой удвоенной частоты, к источнику постоянного тока (фиг.2).

На фиг. За в обозначениях векторов

F МДС подстрочный индекс соответствует порядковому номеру стержня (нумерация стержней, фиг. 1), в которой действует данный вектор МДС, а в кружках проставлены номера стержней, определенные с учетом сдвига векторов в

МДС в них на 150 (нумерация стержней, фиг. 2), а надстрочный индекс указывает соответствующие зажимы фаз (А

35 В С иХ у Z).. !

На фиг. Зб в обозначениях векторов магнитного потока<Р надстрочный индекс соответствует порядку гармоники, 40 а подстрочный индекс — номерам двух стержней (нумерация стержней, фиг.2), в которых действует данный вектор потока.

Удвоитель частоты работает следующим образом.

Работа предложенного удвоителя частоты основана на совместном действии в магнитной системе МДС, созданной первичной трехфазной обмоткой с током основной частоты, и МДС,соз50 данной обмоткой подмагничивания с постоянным током, которая электрически совмещена с трехфаэной выходной обмоткой удвоенной частоты.

При укаэанном совместном действии

МДС переменного тока и МДС постоянного тока вследствие нелинейности кривой намагничивания стали магнитной системы результирующее магнитное поле несинусоидальное и кривая магнит, 13471 ного потока несимметричная относи-. тельно оси абсцисс. Следовательно, магнитное поле удвоителя частоты содержит весь спектр временных четных и нечетных гармонических составляю5 щих магнитного потока, кратных основной частоте.

Из высших гармоник магнитного потока наибольшую амплитуду имеет вторая, которая обусловливает напряжение удвоенной частоты на выходных зажимах А, В, С выходной трехфазной обмотки (фиг. 2). К входным зажимам трехфазной обмотки основной частоты и к выходным зажимам переменного тока удвоенной частоты могут быть подключены конденсаторы поперечно-продольной компенсации.

Уменьшение мощности подмагничивания постоянным током в предлагаемом устройстве обусловлено использование трех отдельных плоских шихтованных Р четырехстержневых магнитопроводов без явно выраженных зазоров-стыков, что приводит к снижению доли ИДС постоянного тока, затрачиваемой на проведение постоянного магнитного потока через зазоры-стыки. При этом уменьшаются потери активной мощности.

3а счет исключения операции навивки ярм и операции строго симметричного расположения в пространстве и фиксирования в пространстве стержней магнитопровода упрощается как само устройство, так и технология его изготовления.

Обмотки предложенного удвоителя частоты индуктивно не связаны с "чужими" гармониками магнитного потока.

Первая гармоника потока не индуктирует результирующей ЭДС на любой паре последовательно соединенных катушек выходной обмотки удвоенной частоты (фиг. За и 1).

Результирующая ЭДС на зажимах

А,-Х, от второй гармоники магнитного потока равна нулю. Входная (первичная) и выходная трехфазная обмотки практически индуктивно не связаны и по другим высшим гармоникам магнитного потока, т,е. напряжение на заКНМВх А, В, С выходной обмотки практически синусоидальное.

Гармоники магнитного потока не индуктируют ЭДС и на зажимах Or, О, к которым подключается источник

31

4 постоянного тока, исключение составляет лишь 12-я гармоника, амплитуда кдторой пренебрежимо мала.

Формула изобретения

Трехфазный статический ферромагнитный удвоитель частоты, содержащий двенадцатистержневую магнитную систему, на стержнях которой расположены катушки с разным числом витков трехфаэной первичной обмотки основной частоты, соединенные по схеме образующей двенадцатифазную симметричную систему магнитодвижущих сил, а также катушки трехфазной выходной обмотки удвоенной частоты, электрически совмещенной с катушками обмотки подмагничивания, которая соединена в три параллельные ветви по две взаимно встречно соединенных пары взаимно согласно соединенных катушек в каждой параллельной ветви, причем ка" тушки обмотки расположены на стержнях концентрически соосно, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения мощности подмагничивания постоянным током и упрощения, магнитная система выполнена в виде трех отдельных одинаковых четырех1 стержневых плоских шихтованиых магнитопроводов, катушки одной взаимно согласно соединенной пары катушек каждой параллельной ветви обмотки подмагничивания расположены по одной на каждом из двух четных стержней каждого одного отдельного магнитопровода, а катушки другой пары взаимно согласно соединенных катушек . этой же параллельной ветви расположены по одной на каждом из двух нечетных стержней другого отдельного магнитопровода, две катушечные группы каждой фазы первичной обмотки по три катушки в каждой группе размещены на двух группах стержней, взаимно сдвинутых на удвоеиное расстояние между осями соседних стержней, причем две катушки каждой катушечной группы каждой фазы первичной обмотки размещены по одной на каждом иэ двух рядом расположенных стержней одного отдельного магнитопровода, а третья катушка этой катушечной группы каждой фазы первичной обмотки размещена на стержне другого отдельного магнитопровода.

1347131 1

gz аг

71 11

Р Ф

Составитель Л.Устинкина

Техред Л. Олийнык

Редактор О.Головач

Корректор N..Èàêcèìèøèíåö

Заказ 5124/49 Тираж 658 Подписно е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, уя. Проектная, 4