Утроитель частоты с трехфазным входом

 

Использование: в электротехнике, а именно в трансформаторах и электродвигателях. Сущность изобретения: утроитель содержит одну фазу обмотки статора из секций 1 и 2, соединенных с транзисторами 3 и 4, базы которых соединены с пороговыми узлами, подключенными к выпрямителю 12. Вторая фаза обмотки статора состоит из трех секций 13 - 15, соединенных с транзисторами 16 - 18, подключенными к разным фазам питающей сети. Для образования равномерно вращающегося магнитного потока в статоре, так как одна его фаза питается от линейного, а другая - от фазного напряжения сети, устанавливается разное число витков в секциях. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в трансформаторах и электродвигателях.

Известны вентильно-трансформаторные преобразователи переменного напряжения.

Прототипом изобретения является умножитель частоты с трехфазным входом, содержащий выпрямитель, управляемые вентили и суммирующий узел.

Недостатками аналогов и прототипа являются сложность конструкции и недостаточные КПД и надежность при использовании их для утроения частоты.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение КПД и надежности при утроении частоты.

Поставленная цель достигается тем, что в утроителе частоты с трехфазным входом, содержащем подключенный к входным выводам выпрямитель и последовательно соединенный с ним суммирующий узел, к концам секционированных обмоток которого подключены управляемые вентили (ключи), суммирующий узел выполнен одно- или двухфазным, а управляемые вентили (ключи), включенные в цепь каждой фазы его обмотки, соединены последовательно с выпрямителем, выход которого подключен также и к пороговому узлу каждого управляемого вентиля, соединенному с цепью управления последнего.

На чертеже приведена электрическая схема утроителя частоты с двухфазным электродвигателем в качестве суммирующего узла.

Одна фаза обмотки статора асинхронного или синхронного двигателя состоит из двух одинаковых секций 1 и 2, к разноименным концам которых подключены соответственно транзисторы 3 и 4. Через транзистор 3 и трехфазный однополупериодный выпрямитель на диодах 5 секция 1 подключена к фазам питающей сети АВС. Другой конец этой секции через защитный диод 6 соединен с нулевым проводом сети. База транзистора 3 подключена к выходу порогового узла, установленного на выходе выпрямителя и собранного на резисторах 7-9 и опорном диоде 10. В состав порогового узла могут входить другие формирующие элементы. Через транзистор 4 и защитный диод 11 секция 2 подключена к нулевому проводу сети. Другой конец секции через однополупериодный выпрямитель на диодах 12 соединен с фазами питающей сети. По направлению выпрямленных токов секции 1 и 2 включены встречно. Вторая фаза обмотки статора двигателя состоит из трех соединенных по схеме "треугольник" одинаковых секций 13-15, к концам которых подключены транзисторы 16-18, зашунтированные обратными диодами 19-21. Эмиттеры этих транзисторов подключены к разным фазам питающей сети. База каждого транзистора подключена к выходу своего порогового узла (элементы 7-10). Резисторы 7 и 8 являются делителем выпрямленного напряжения. Сердечник 22 является ротором двигателя.

Работает утроитель частоты следующим образом.

При нарастании выпрямленного диодами 5 фазного напряжения открывается транзистор 3, пропуская ток через секцию 1 обмотки статора. Длительность открытого состояния транзистора, определяемая пороговым узлом, составляет примерно 1/3 полупериода напряжения. В это время нарастающее выпрямленное диодами 12 напряжение открывает транзистор 4, пропускающий встречный ток через секцию 2, длительностью также около 1/3 полупериода напряжения. За период частоты сетевого напряжения направление тока в фазе обмотки меняется трижды. Выпрямленное диодом 19 линейное напряжение открывает транзистор 16, пропускающий ток через секцию 13 второй фазы обмотки статора, а встречное напряжение через диод 20 открывает затем транзистор 18, пропуская встречный ток через секцию 13. Длительность открытого состояния каждого транзистора 16-18 составляет около 1/3 полупериода выпрямленного напряжения. Аналогично работают секции 14 и 15 этой фазы статора. Для образования равномерно вращающегося магнитного потока в статоре (так как одна его фаза питается от линейного, а другая от фазного напряжения сети) устанавливается разное число витков в секциях 1, 2 и 13-15. Разница напряжений может быть скомпенсирована за счет меньшей продолжительности открывания транзисторов 16-18.

В качестве суммирующего узла утроителя может применяться также одно- или двухфазный трансформатор. В однофазном трансформаторе используется только одна часть (фаза) устройства.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в простоте, дешевизне, малых габаритах и весе и высоких КПД и надежности умножителя частоты, могущего найти широкое применение в устройствах электропривода или формирования автономной сети повышенной частоты.

Формула изобретения

УТРОИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С ТРЕХФАЗНЫМ ВХОДОМ, содержащий подключенный к входным выводам выпрямитель и последовательно соединенный с ним суммирующий узел, к концам секционированных обмоток которого подключены управляемые ключи, отличающийся тем, что суммирующий узел выполнен одно- или двухфазным, а управляемые ключи, включенные в цепь каждой фазы его обмотки, соединены последовательно с выпрямителем, выход которого подключен также и к пороговому узлу каждого управляемого ключа, соединенному с цепью управления последнего.

РИСУНКИ

Рисунок 1