Трехфазный умножитель частоты
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 M 5/27
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,!
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4759482/07 (22) 20.11.89 (46) 30.06.92. Бюл. ¹ 24 (71) Ставропольский политехнический институт (72) В. T. Фролов, Х. M. Мустафаев и В, С. Ядыкин (53) 621.314(088,8) (56) Мшвидобадзе Г. И. Исследование и,разработка рационального умножителя частоты для питания сельскохозяйственных электрофицированных инструментов, Автореф. дис. канд. техн, наук. Тбилиси, 1966, с. 22.
Авторское свидетельство СССР № 529528, кл. Н 02 М 5/27, 1976.
Авторское свидетельство СССР № 546071, кл. Н 02 М 5/27, 1977.
Авторское свидетельство СССР
N 1077031, к а. Н 02 М 5/27, 1981.
Изобретение относится к преобразователям частоты, в частности к умножителям трансформаторного типа, и может быть использовано в качестве источника питания потребителей тока 100 и 200 Гц, Известны ферромагнитные умножители частоты.
Недостатками этих умножителей частота является сложная конструкция магнитопровода, что усложняет технологию изготовления, а также большой вес активных материалов, Наиболее близким к предлагаемому является трехфазный учетверитель частоты содержащий трехфазный трансформатор, на каждом из трех стержней которого рас-. положены две пары первичных обмоток, об1
50, „1744777 Al (54) ТРЕХФАЗНЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (57) Использование: в.системах электропитания различных электромеханических устройств напряжением более высокой (в 4 раза) частотой в сравнении с частотой 3-фазного сетевого напряжения. Сущность: устройство содержит трехфазный магнитный сердечник с расположенными на каждом из его стержней двумя парами встречно-параллельно включенных цепочек, каждая из которых состоит из последовательно включенных тиристора и обмотки. Причем одни пары цепочек, расположенные на разных стержнях магнитопровода, подключены к трем входным выводам по схеме "звезда", а другие пары аналогичных цепочек подключены к тем же выводам по схеме "треугольник". На стержнях магнитопровода расположена также 3-фазная выходная обмотка, соединенная в "звезду". 3 ил. мотка подмагничивания и выходная обмотка, причем каждая пара первичных обмоток замкнута на пару согласно включенных тиристоров, точки соединения которых подключены к входным фазным зажимам.
Недостатком этого умножителя является повышенный расход активных материалов.
Цель изобретения — упрощение конструкции.
Поставленная цель дости -ается тем, что в известном учетверителе частоты, содержащем трехфазный трансформатор, на каждом из трех стержней которого расположены две пары первичных обмоток, подключаемых к сети через тиристоры, обмотка подмагHè÷èâàíèÿ и выходная обмот1744777 ка, исключается обмотка подмагничивания, а сердвчник трансформатора выполняется в ьиде трехфазного магнитосвязанного магнитопроBoäà стер>кневого Tèïà.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема умножителя частоты; на фиг. 2 — изменение кривых фазного и линейного напряжения, наведенных в обмотках трансформатора при различных углах включения тиристоров и при условии, что ЗДС самоиндукции отсутствует и преобразователь работает без нагрузки; на фиг. 3 — осциллограммы кривых напряжений на одной из обмоток умножителя при различных угfI3X BI Трехфазный умно>китель частоты (фиг. 1) состоит из сердечника трансформатора 1, выполненного в виде трехфазного магнитосвязанного магнитопровода стержневого типа с намотанными на его стер>княх первичными обмотками 2-13 и вторичными обмотками Ч4-16, тиристоров 17-28, управление которыми осуществляется оТ фазосдвигающего устройства (не показано). Умно>китель частоты работает следуlо щим образом. Рассмотрим работу первой группы обмоток 2-7. подключенных через тиристоры 17 — 22 по схеме "âåçäû к трехфазной сети. В момент времени t> (фиг. 2) подачей управляющего импульса включается тиристор 17 и по первичной обмотке 2 фазы А начинает протекать ток. На концах за><имов обмоток фазы А HBBofjPITcsl ЭДС, 3 l1ocKoflbK 43 I Hvl топровод является магнитосвязанным и имеет симметричную систему. то в обмотках фазы В и С будут также наводиться ЭДС по величине в два раза меньшей и противополо>кной по знаку. В момент-времени 2, тз включаются соответственно тиристоры 22 фазы С и 19 фазы В. Последовательность включения тиристоров для данной схемы ...— 17 — 22 — 19 — 18 — 21 — 20 — ... На фиг. 2 приведены кривые напряжений на входе умном<ителя (а), изменение кривых фазного напряжения, наведенного ь обмотках тоансформатора при вкл;очении перечисленных тиристоров в моменты времени ... тч I> т", ц l„ ILI ...(6I. при большем угле управления (в), а также изменение кривых линейного напря>кения для разных углов включения тиристоров (г. д). Для облчоток 8 — 13, включенных по схеме треугольника, последовательность подключения их через тиристоры к источнику питания будет àíàRогичной. Порядок Bêëþ÷åíèÿ тиpNCTOpOB COOTBBTCTSBHHO ...-23 — 28 — 25— 24 — 27 — 26 †... При работе трехфазного 55 умножителя частоты в режиме учетверителя одновременно используются первичные цепи схемы звезды и схемы треугольника, Порядок включения тиристоров для фазы А ...— 17 -23 — 18 — 24 —... Для фазы B и фазы С включение тиристоров производится в той же последовательности со сдвигом фазы управляющих импульсов соответственно на 2/3 и на 4/3 7г. На осциллограммах напряжений одной из обмоток умножителя фиг, 3 можно проследить процесс формирования результирующего напряжения учетверенной частоты. Угол включения тиристоров составляет 165", ЭДС, формируемые в каждой из обмоток, не накладываются друг на друга, кривая результирующего напряжения резко несинусоидальна, Угол включения тиристоров уменьшен и составляет 160О, ЭДС самоиндукции основной фазы накладывается на ближайшую по фазе дополнительную ЭДС, образованную в другой фазе, кривая результирующего напря>кения резко несинусоидэльна, нэ осциллограмме видно, что амплитуда дополнительной ЭДС составляет примерно половину GT амплитуды основной ЭДС, Угол включения составляет 155, на ЭДС основной фазы накладываются уже обе дополнительные ЗДС, форма кривой результирующего напряжения уменьшается при этом незначительно. Уменьшение угла включения до 150 приводит к довольно существенному изменению формы кривой результирующего напрям<ения, в которой уже явно преобладает основная выходная гармоника (учетверенная частота), однако содер>кание высших гармоник достаточно велико, кривая явно несимметрична относительно оси абсцисс. Угол включения уменьшен до 145, кривая результирующего напряжения приближается к синусоидальной. в ней имеются характерные зубцы, соответствующие моментам коммутации тиристоров. Угол включения уменьшен до предельного значения, составляющего 140". Кривая результирующего напряжения изменяется плавно, она близка к синусоиде и почти симметрична относительно оси абсцисс. Для получения на выходе удвоенной частоты используются обмотки 2-7, включенные через тиристоры 17 — 22 по схеме звезды к трехфазной сети или обмотки 8 — 13, включенные по схеме треугольника через тиристор.ы 23--28. Формула изобретения Трехфазный умно>китель частоты, содержащий трехфазный трансформатор, на каждом из трех стержней которого располо1744777 55 жены две пары первичных обмоток, подключенных к сети через тиристоры, и выходная обмотка, отличающийся тем, что, с целью упрощения за счет отказа от размагничивающей цепи со вспомогательным устройством питания, указанные стержни выполнены магнитосвязанными между собой в виде трехфазного магнитопровода. 1744777 1744777 Щ, 3 Составитель В.Фролов Техред М.Моргентал Корректор М.Шароши Редактор Е,Копча Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 2202 Тира>к Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
