Ферромагнитный преобразователь частоты в три раза

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве трехфазногд источника синусоидального напряжения.Цель изобретения -расширение функциональных возможностей путем деления частоты с получением трехфазного выходного напряжения . Устройство состоит из конденсатора 1 продольной компенсации и трех одинаковьк преобразовательных элементов 2,3,4, каждый из которых (Л .4 СП Cpciffi

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ()) 4 Н 02 M 5/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (2i) 4239074/24 — 07 (22) 29.04.87 (46) 07; 02. 89. Бюл. Ф 5 (71) Московский институт электронного машиностроения (72) О. П. Нов ожилов (53) 621.3 14.263 (088.8) (56) Бамдас А.N. и др. Ферромагнитные делители частоты. M.: Энергия, 1967-, с ° 18, рис. 2-5. . Бамдас А.M. и др. Ферромагнитные умножители частоты. M.: Энергия, 1968, с. 64-65, рис. 3-4б.

ÄÄSUÄÄ 1457119 А1 (54) ФЕРРОИАГНИТНЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЧАСТОТЫ В ТРИ РАЗА (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве трехфаэ ного источника си нус оидаль но г о напр я же ния. Цель иэ обре те ния — расширение фу нк ц ион аль ны х возможностей путем деления частоты с получением трехфазного выходного напряжения. Устройство состоит из конденсатора i продольной компенсации и трех одинаковых преобразовательных элементов 2,3,4, каждый из которых

1457119 включает трансформаторы 7, 8, с расположенными на их стержнях обмотками низкочастотной цепи 11,12, включающей конденсатор 5, высокочастотной цепи 13,14, а также цепей подмагничивания 17, 18 и самоподмагничивания 19, 20, в последнюю из которых включен конденсатор 6. Высокочастотные цепи элементов 2,3,4 соединены последова— тельно и через конденсатор 1 подключены к питающей сети. Все цепи подмагничивания соединены последовательно и подключены-к источнику постоянного тока. Цепи самоподмагничивания элементов 2,3,4 включены параллельно, а низкочастотные цепи соединены в

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве трехфазного источника синусоидального напряжения, например,для питания электродвигателей.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем деления частоты с получением трехфазного выходного напряжения.

На фиг.1 приведена схема устройства, на фиг. 2 — схема преобразовательного элемента с другим вариантом соединения обмоток трансформаторов, Ферромагнитный преобразователь частоты в три раза содержит конденсатор 1 продольной компенсации и три одинаковых преобразовательных элемента 2-4, выполненных каждый на двух дополнительных конденсаторах 5 и 6 и двух идентичных трансформаторах 7 и

8, одноименные обмотки 9 и 10 которых соединены последовательно согласно и образуют низкочастотную цепь 11-12 и высокочастотную цепь 13-14, а одноименные обмотки 15 и 16 соединены последовательно встречно и образуют цепь подмагничивания 17-18 и цепь 1920 обмоток самоподмагничивания.Низкочастотные цепи 11-1.2 и цепи 19-20 обмоток самоподмагничивания преобразовательных элементов 2-4 соединены в звезду, к свободным выводам 11 и 19 цепей 11-12, 19-20 подключены дополнительные конденсаторы 5 и 6. Высокозвезду так, что свободные выводы конденсаторов 5 образуют трехфазный выход устройства. Введение в каждый преобразовательный элемент конденсаторов 5,6 и укаэанное соединение цепей самоподмагничивания промежуточной гармоникой тока обеспечивают неизменную во времени амплитуду колебаний напряжения на нагрузке, за счет положительной обратной связи между входной и выходной цепями, исключение специальных пусковых устI ройств и возможность изменения кратности деления частоты в случае подключения нагрузки к цепям самоподмагничивания. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

2 частотные цепи 13-14 и цепи 17-18 подмагничивания преобразовательных элементов 2 — 4 соединены последовательно друг с другом, к свободным выводам 13 и 14 высокочастотных цепей через конденсатор 1 продольной компенсации подключен однофазный источник

21 синусоидального напряжения, к свободным выводам 17 и 18 цепей подмагничивания — источник постоянного тока. Свободные выводы 22 дополнительных конденсаторов 6 преобразовательных элементов- 2-4 соединены между собой, свободные выводы 23 конденсаторов 5 пр ео бр аз ователь ных элементов 2-4 соединены с трехфазной нагрузкой 24.

Ферромагнитный преобразователь частоты (фиг.1) работает следующим

20 образом.

После включения источника 21 синусоидального напряжения с частотой

За по обмоткам 10 трансформаторов 7 и 8 преобразовательных элементов 2-4 начнет протекать ток с частотой ЗИ, где Я вЂ” частота входных колебаний.

Емкость дополнительного .конденсатора

5 выбирается такой, чтобы резонансная частота низкочастотной цепи 230 12 быра равна са, Поэтому после включения источника 21 за счет переходных процессов в трансформаторах ? и

8 в цепях 23-12 преобразовательных элементов появляется ток частотой Ы, 1437119 пусть даже с весьма малой амплитудой.

Так как кривая намагничивания магнитапровадав трансформаторов 7 и 8 является нелинейной функцией и магнито5 проводы .падмагничиваются постоянным магнитным полем благодаря протеканию постоянного тока по обмоткам 15 подмагничивания, та зависимость индукции ат напряженности магнитного поля 10 содержит квадратичный член.

Следовательно, синусоидальные составляющие напряженностей магнитного поля с частотами а и Зы, создаваемые токами обмоток 10 и 9 саответственно, перемнажаются друг с другом, в результате чего в магнитопроводе появляется составляющая индукция с промежуточной (разностной) частотой

2с3, а на обмотках 16 (как и на всех 20 других обмотках трансформаторов 7 и

8) наводится ЭДС частотой 2ю. Емкость дополнительного конденсатора 6 выбирается такой, чтобы резонансная частота цепи 22-20 самоподмагничива- 25 ния промежуточной гармоникой тока преобразовательных элементов 2-4 составляла 2. Тогда под действием наводимой на обмотках l6 ЭДС по цепям, 22-20 каждого преобразовательного эле. 30 мента 2-4 течет ток частотой 2у, ко-торый создает составляющую напряженности магнитного поля частотой 263.

Теперь перемножаются синусоидальные составляющие частотами 2 и и ЗИ, пос35 кальку составляющая напряженности магнитного поля частотой Зи имеет намного большую амплитуду, чем амплитуда составляющей частотой Я. В результате перемножения возникает синусаидальная составляющая индукции частотой (д, Следовательно, по цепям

23-12 преобразовательных элементов

2-4 протекает дополнительная составляющая тока частотой Q > которая,складываясь с первоначальной составляющей тока частотой сд, увеличивает амплитуду результирующей составляющей.

Далее процессы .протекают аналогичным образом, в результате чего происходит нарастание амплитуды колебаний час та тай ы. Этот процесс подо бек процессу самовозбуждения колебаний в автогенераторах и обусловлен наличием положительной обратной связи между выходной и входной цепями транзистора или электронной лампы, В ферромагнитном преобразователе частоты в три раза положительная обратная связь между входной цепью, настроенной на частоту Зу,и выходными цепями, настроенными на частоту Ю осу) ществляется с помощью цепей самопадмагничивания промежуточной гармоникой тока, настроенных на частоту 2с3.

С ростом амглитуды колебаний частотой у начинают действовать нелинейные механизмы ее ограничения. В ферромагнитном преобразователе частоты в три раза такими механизмами являются расстроечный и диссипативный меканизмы и реакция на накачку.

Благодаря действию нелинейных механизмов ограничения амплитуды прекращается рост амплитуды колебаний частотой Q и устанавливается стационарный режим рабо-û,,при котором амплитуда колебаний на нагрузке 24 остается неизменной во временп-. !

Согласно известному фазавому правилу при .делении частоты возможны три стационарных режима работы делителя частоты в три раза, отличающиеся с фазовым сдвигом выходного колебания частотой И на 120 . Так как устрой ство по фиг. 1 содержит три преобразава тельных элемента 2-4, та напряжения на их выходах 23-12 при подключенной нагрузке 24 образуют симметричную трехфазную систему. Требуемый о фазовый сдвиг 120 между выходньпчи напряжениями преобразовательных элементов 2-4 обеспечивается соединением в звезду низкочастотных цепей

23-12 и цепей 22-20 самоподмагничивания промежуточной гармоникой така, поскольку в этом случае по цепям 2312 и 22-20 токи протекают только тогда, когда их сумма равна нулю (на основании первого закона Кирхгафа), а это на частотах и 2 ю соответственна выполнимо лишь при условии, если они образуют ситжетричную трехфазную систему. На фиг.2 приведена схема преобразовательного элемента, в котором в отличие ат схемы по фиг.1 в низкочастотных 23-12 и высокочастотных цепях l3-14 обмотки 9 и 10 соответственно включены последовательно встречно, а в цепях падмагничивания

17-18 и самопадмагничивания прамег;.— точной гарма никой тока 22-20 а бматки

15 и 16 соединены последовательна с аглае но .

1457119

В преобразователе имеется возможность изменения кратности деления частоты путем подключения трехфазной нагрузки к цепям самоподмагничивания промежуточной гармоникой тока, при этом кратность деления частоты составляет полтора раза.

Кроме того, в предлагаемом устройстве самовозбуждение колебаний осуществляется без специального пускового устройства.

Формула изобретения

Составитель Л. Устинкина

Редактор А. Ворович Техред М.Ходанич . Корректор И. Муска

I.Заказ 7488/55 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ .о=уцарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

I. рснзводс -венно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул . Проектная, 4

1 ° Ферромагнитный преобразователь частоты в три раз а, содержащий конденсатор продольной компенсации и три одинаковых преобразовательных элемента, каждый из которых включает два трансформатора, на магнитопроводах которых расположены три группы последовательно соединенных обмоток, образующих низкочастотную цепь, цепь подмагничивания и высокочасто.тную цепь преобразовательного элемента, причем низкочастотные цепи всех преобразовательных элементов соединены в звезду, а их соответственно цепи подмагничивания и высокочастотные цепи — последовательно, к одному из свободных выводов высокочастотных цепей подключен конденсатор продольной компенсации, а свободные выводы цепей подмагничивания подключены к источнику постоянного тока, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем деления частоты с получением трехфазíîro выходного напряже-. ния, каждый преобразовательный элемеHT снабжен двумя дополнительными конденсаторами и двумя последователь5 но соединенными дополнительными обмотками, размещенными на магнитопроводах трансформаторов, причем первый дополнительный конденсатор и дополнительные обмотки соединены последо1р вательно, образуя цепь самоподмагничивания промежуточной гармоникой тока преобразовательного элемента,второй до пол китель ный ко нде нсато р подключен к свободному выводу низкочас15 тотной цепи, цепи самоподмагничивания промежуточной гармоникой тока преобразовательных элементов соединены параллельно, свободные выводы высокочастотных обмоток и конденсатора

2О продольной компенсации образуют выводы для подключения однофазного источника сину соидаль но го напряжения, а свободные выводы вторых дополнительных конденсаторов преобразовательных

25 элементов образуют выводы для подключе ни я трехфаз ной нагру зки.

2. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что в низкочастотных и высокочастотных цепях

Зп преобразовательных элементов обмотки включены согласно, а в цепях подмагничивания и самоподмагничивания промежуточной гармоникой тока — встречно.

3. Преобразователь по п.1, о т35: ли ч ающий ся тем, что в низкочастотных и высокочастотных цепях прео б раз о ватель ных элеме нтов о бмо тки включены встречно, а в цепях подмагничивания и самоподмагничивания промежуточной гармоникой тока — согласно.