Многокаскадный фазовращатель с умножениемчастоть!

 

246657

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Соеетскив

Социалистические

Ресоублив

Зависимое от авт. свидетельства № 156231

Заявлено 1ЗЛ1!.1965 (№ 946959/24-7) с присоединением заявки № 1081473124-7

Приоритет по п. 2 01.И. I966

Опубликовано 20.VI.1969. Бюллетень № 21

Кл, 21йв, 13

Комитет оо делам изобретений и открытиб ори Совете Министров

СССР

МПК Н 02m

УДК 621.316.726(088.8) Дата опубликования описания 25.XI.1969

Автор изобретения

О. Ф. Меньших

Заявитель

МНОГОКАСКАДНЫй ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ С УМНОЖЕНИЕМ

ЧАСТОТЫ

Известный многокаскадный ф азов ращатель по авт. св. № 156231 имеет относительно низкую крутизну фазовращательной характеристики.

Предлагаемый преобразователь отличается от известного тем, что в нем применены междукаскадные удвоители частоты, установленные между фазовыми обмотками статоров смежных пар вращающихся трансформаторов.

Это повышает крутизну фазовращательной характеристики.

Для повышения к.п.д. н уменьшения погрешностей преобразователя применен дополнительный многокаскадный фазовращатель н балансный смеситель, к входам которого подключены выходы указанных фазовращателей.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема одного из каскадов фазовращателя с удвоением частоты; на фиг. 2 — блок-схема усовершенствованного варианта фазовращателя.

Рассмагриваемый каскад имеетдва вращающихся трансформатора с роторами 1 и 2, насаженными на общую ось 3 фазовращателя.

Роторы состоят из трехфазных обмоток 4 — 9 и статоров 10 и 11 с обмотками 12 — -20.

Удвоитель многофазного напряжения по существу представлен статорными обмотками и диодам и 21 — 2б.

Рассмотрим работу отдельно взятого каскада (см. фиг. 1) .

Пусть к ротору 1 с обмотками 4 — б приложено симметричное трехфазное напряжение

5 частотои, т„, имеющее такой порядок смены фаз, какой указан нумерацией обмоток ротора, т. е. магнитное поле в роторе 1 вращается по часовой стрелке. В результате, в статорных обмотках 12 — 1i будет индуцирован симмет10 ричпый шестифазный сигнал.

Каждая из трех пар фаз статора 10 связана через соогветствующую пару встречно вклю-, ченных диодов с одной из трех обмоток стато15 ра 11, как указано на фиг. 1. Направление вращения магнитного поля в статоре 10 осуществлено так же, как и в роторе 1, по часовой стрелке.

Пусть в начальный момент времени проводящим является диод 21, связанный с обмоткой 12 статора 10. Ток, индуцированный в об-мотке 12, будет протекать через диод 21 в об-. мотку 19 статора 11.

Через одну шестую периода гармонического

25 колебания проводящим будет диод 22, и ток, наводимый в обмотке 13, будет протекать через обмотку 18 статора 11. Еще через одну шестую периода (г. е. через одну треть, считая от начального момента времени) проводящий

30 диод 28 свяжет обмотки 14 и 20. Затем после246657

60 довательно и поочередно будут связаны обмотки 15 и 19, Iб и 18, 17 и 20.

Таким образом легко понять, что благодаря предлагаемой схеме включения шестифазной обмотки статора 10 к трехфазной обмотке статора 11 через шесть диодов 21 — 2б, в то время, как в статоре 10 вектор магнитного поля совершит один полный оборот, вектор магнитного поля в статоре 1(совершит за то же время два полных оборота, г. е. скорость вращения магнитного поля в статоре 11 вдвое больше таковой для статора 10.

Так осуществляется удвоение частоты колебаний.

Диодная схема на диодах 21 — 2б по существу состоит из трех двухполупериодных выпрямителей, каждый из которых нагружает соотвегствующую оомотку статора 11. Может показаться, что поскольку в каждой из обмоток

18 — 20 статора 11 протекает пульсирующий ток, магнитопровод статора 11 испытывает постоянное намагничивание. Однако это не так, магнитопровод каждого из кернов статора 11, на которые наложены обмотки 18 — 20, всякий раз перемагничивается до того, как в соответствующей обмотке появится очередная пульсация тока. Перемагничивание сердечников (кернов) статора 11 происходит благодаря магнитной связи всех трех кернов. Иначе говоря, керн, связанный, например, с обмоткой

18 и намагничивающийся с определенной полярностью за счет протекания в начальный момент времени тока в обмотке 18, перемагничивается до противоположной полярности в те моменты времени, когда токи протекают соответственно и поочередно в обмотках 19 и 20.

Таким образом статор 11 работает так же, как если бы в его обмотках протекал переменный трехфазный ток с удвоенной частотой.

Указанное на фиг. 1 соединение статора 10 со статором II обеспечивает изменение направления вращения магнитного поля в статоре 11 по отношению к таковому в статоре 10.

Магнитно связанный со статором 11 ротор 2 содержит обмотки 7 — 9, в которых наводится трехфазное переменное напряжение. Направление вращения магнитного поля в роторе 2 противоположно тому направлению, которое имеет место в роторе 1. Поэтому ротор 2, насаженный на ось 8, вращается вместе с последней в сторону, противоположную направлению вращения магнитного поля в статоре II.

Это вызывает дополнительное смещение частоты колебаний (увеличение), наводимых в обмотках ротора 2. Учитывая, что в статорных обмотках 18 — 20 частота многофазного напряжения вдвое выше, чем в обмотках статора 10, находим, что частота многофазного напряжеНия, НЯВОД!П10ГО В ООМОТКЯХ рОтОра 2, 1,х, равна

5 ю

/вых, — 2 1ст, Р = 2/вх, 1 ЗР, где F — частота вращения оси 8 фазовращателя.

Нетрудно показать, что для Х-каскадного фазовращателя частота колебаний на выходе

iU-го каскада равна

m m

/„„=2 fax,+(2 — 1)Р, N = — — 1.

Ila фиг. 2 представлена одна из модификаций настоящего фазовращателя.

Источник трехфазного напряжения U с частотой f связан с двумя многокаскадными фазовращателями Фв1 и Фв2, насаженными на общую ось, вращающуюся с частотой F. Нетрудно показать, что в случае, если направление вращения магнитных полей во входных вращающихся трансформаторах фазовращателей Фв1 и Фв2 противоположно, то на выходах последних образуются сигналы с частотами r1 и fz, которые равны соответственно

m — 1 m

f, = 2 1 + (2 — 1) Р, m — 1 m

f, =-2 f — (2 — 1)Р, где m — число вращающихся трансформаторов в каждом фазовращателе. Тогда на выходе балансного смесителя БС, входы которого связаны с выходами указанных фазовращателей, будет получен сигнал с разностной частотой I1 — f>, так что крутизна характеристики образованного таким образом датчика угловой скорости, равная отношению заностной частоты на выходе балансного смесителя БС к частоте вращения механической оси, определитm ся соотношением S =- 2 (2 — 1).

:Так, если каждый фазовращатель содержит по десять вращающихся трансформаторов, то крутизна характеристики всего многокаскадного фазовращателя S равна 62, а при m = 20 равна S = 2046.

Предмет изобретения

1. Многокаскадный фазовращатель по авт. св. М 156231, отличающийся тем, что, с целью повышения крутизны фазовращательной характеристики, в нем применены междукаскадные удвоители частоты, установленные между фазовыми обмотками статоров смежных пар вращающихся трансформ аторов.

2. Фазовращатель по п. 1, Отличающийся тем, что, с целью повышения к.п.д. и уменьшения погрешностей, в нем применен дополнительный многокаскадный фазовращатель и балансный смеситель, к входам которого подключены выходы основного и дополнительного фа зовращателей.

246657

cjbuz. f

Фиг. 2

Составитель А. Дулькин

Редактор Э. Рубан Техред Т. П. Курилко Корректоры; В. Петрова и А. Абрамова

Заказ 3045(6 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4(5

Типография, пр. Сапунова, 2