Удвоитель частоты с многофазным входом

 

Использование: при изготовлении недорогих и высоконадежных удвоителей чистоты в электроустановках малой и большой мощности. Сущность изобретения: устройство включает фазные 1 и линейные 2 однофазные мостовые выпрямители, подключенные входами к соответствующим выводам трехфазной сети с нулевым проводом, а выходами через пороговые узлы, каждый из которых выполнен из стабилитрона 6, резистора 7 и управляемого ключевого элемента 5, - к входу суммирующего узла, выполненного в виде многофазной электромагнитной системы с сердечником 3 и первичной обмоткой 4 в каждой фазе. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике.

Известны вентильно-трансформаторные преобразователи переменного напряжения.

Известен удвоитель частоты.

Недостатками его являются сложность, недостаточные надежность и КПД, а также его высокая стоимость при формировании многофазного выхода.

Цель изобретения - упрощение, удешевление, повышение надежности и КПД при формировании многофазного выхода.

Положительный эффект от использования изобретения заключается в возможности широкого применения недорогих и высоконадежных удвоителей частоты в электроустановках малой и большой мощности, что позволяет существенно сократить их габариты.

Сущность изобретения заключается в том, что в удвоителе частоты с многофазным входом, содержащем входные выводы для подключения многофазной питающей сети, группу из двух однофазных мостовых выпрямителей, входы которых соединены с входными выводами для подключения разных фаз питающей сети, и порогового узла, выполненного с резистивным делителем напряжения, а также суммирующий узел с одним входом и выходом, являющимся выходом удвоителя частоты, введены дополнительные аналогичные группы, в каждой из которых входы мостовых выпрямителей соединены с входными выводами для подключения разных фаз питающей сети, не совпадающие с фазами питания выпрямителей других групп, и в каждую группу дополнительно введен аналогичный пороговый узел, причем в каждой группе последовательно в выходную цепь каждого мостового выпрямителя включен дополнительно введенный управляемый ключевой элемент, вход управления которого соединен с выходом соответствующего порогового узла, включенного входом параллельно выходу данного выпрямителя, а суммирующий узел снабжен по числу указанных дополнительных групп дополнительными входами и выполнен в виде многофазной электромагнитной системы с сердечником и первичной обмоткой в каждой фазе, образующей соответствующий вход суммирующего узла, к выводам которой одноименными полюсами подключены выходные цепи мостовых выпрямителей, принадлежащих одной группе.

На фиг.1 приведена схема трехфазного удвоителя частоты, в котором в качестве суммирующего узла использован двухфазный электродвигатель (синхронный или асинхронный); на фиг.2 - схема трехфазного удвоителя частоты, в котором использован трехфазный трансформатор; на фиг.3 - схема трехфазного удвоителя, использующего двухфазный электродвигатель с обмотками без дополнительных отводов.

Мостовые выпрямители, собранные на диодах 1, являются фазными, а собранные на диодах 2 - линейными однофазными выпрямителями сети АВС с нулевым проводом. Они же являются входами трехфазного удвоителя частоты, суммирующий узел которого выполнен в виде электромагнитной системы (статора машины переменного тока или трансформатора) с сердечником 3 и первичными обмотками 4 фаз. Управляемые ключевые элементы 5 (на фиг.1 и 3 - транзисторы, на фиг. 2 - тиристоры) подключены к отрицательным полюсам своих выпрямителей. Положительные электроды ключевых элементов 5 подключены к обмоткам 4, соединенным с положительным полюсом другого выпрямителя своей группы. Управляющие входы ключевых элементов 5 соединены через стабилитрон 6 с резисторами 7 делителя напряжения порогового узла, включенного на выходе своего мостового выпрямителя. Для ограничения тока в цепь управления могут быть включены резисторы 8 и 9. Управляющий электрод тиристорного вентиля может быть зашунтирован задерживающим конденсатором 10. Отношение числа витков всей обмотки 4 на фиг.1 к числу витков на ее отводе - 1,73:1. Первичные обмотки 4 и вторичные обмотки 11 трехфазного трансформатора на фиг.2 имеют сдвиг фаз 120^о. Обмотки 11 образовывают вторичную автономную сеть с удвоенной частотой. Отсутствие отводов в обмотке 4 на фиг.3 упрощает конструкцию двигателя.

Работает удвоитель частоты следующим образом.

В течение одного периода частоты питающей сети направление тока в каждой обмотке 4 изменяется дважды, так как пульсирующие токи на выходах выпрямителей сдвинуты в обмотке на половину периода и направлены в противоположные стороны. Благодаря этому происходит удвоение частоты изменения направления магнитного потока в сердечнике 3 суммирующего узла. Отсечка пульсирующего тока через обмотку 4 определяется продолжительностью открытого состояния ключевого элемента 5, определяемого пороговым узлом.

Удвоитель частоты, использующий электродвигатель средней и большой мощности, целесообразно делать трехфазным. Величиной угла отсечки тока ключевыми элементами можно регулировать выходную мощность удвоителя.

Формула изобретения

УДВОИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С МНОГОФАЗНЫМ ВХОДОМ, содержащий входные выводы для подключения многофазной питающей сети, группу из двух однофазных мостовых выпрямителей, входы которых соединены с входными выводами для подключения разных фаз питающей сети и порогового узла, выполненного с резистивным делителем напряжения, а также суммирующий узел с одним входом и выходом, являющимся выходом удвоителя частоты, отличающийся тем, что введены дополнительные аналогичные группы, в каждой из которых входы мостовых выпрямителей соединены с входными выводами для подключения разных фаз питающей сети, не совпадающих с фазами питания выпрямителей других групп, и в каждую группу дополнительно введен аналогичный пороговый узел, причем в каждой группе последовательно в выходную цепь каждого мостового выпрямителя включен дополнительно введенный управляемый ключевой элемент, вход управления которого соединен с выходом соответствующего порогового узла, включенного входом параллельно выходу данного выпрямителя, а суммирующий узел снабжен по числу указанных дополнительных групп дополнительными входами и выполнен в виде многофазной электромагнитной системы с сердечником и первичной обмоткой в каждой фазе, образующей соответствующий вход суммирующего узла, к выводам которой одноименными полюсами подключены выходные цепи мостовых выпрямителей, принадлежащих одной группе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3