Трехфазный умножитель частоты

 

(ЩДоаелиательнее w авт. саид-ву(ба) М. Кл.

Н 02 N 5/16 (32} Заявлено 29.(y4,75 (21) 2129946/07

Госудэрстовннмй ноинтвт

6ооота Инннстроа СССР оо долам нэоорвтвннй н отнрмтнй (4З} рво бликоиаио 26.06.?8 Бюллетень № (5З} УДК621.314. . 263 (088.8) р@ дата оиубликрваиия описания 03.06. И. (72} Авторы изобретеиии

В. И. Заруцкий, B. A. Кузин и Г. М. Фепоришеико

Горский свпмриисовяйс ввиньтй институт (Л) Заявитель (64} ТРЕХФАЗНЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве ферромагнитного умножителя частоты, например учетверителя, для питания электроприводов и установок повышенной частоты тока.

Известны умножители частоты, магиитопро«Ьд которых состоит из обычиых трехстержневых трансформаторов с насыщенными сердечниками, расположеннымн один за другим. Межу ярмами сердечников установлены магнитые перемычки. Магнитные потоки основной частоты замыкаются в пределах каждого сердечника, а потоки подмагничиваиия замыкаются по стержням, относящимся к данной фазе и посоответствующей паре перемычек fl) и (2).

Обмотки умножителей тюдраэделяют иа несколько групп: группа первичных обмоток, подключенных к первичной сети; группа вторичных обмоток, подключенных к выходной цепи; группа питаемых постоянным током, обмоток подМагничивания или регулирования и группа специальных обмоток самоподмагничивания.

Известные устройства и предложенный умножитель имеют такие общие признаки, как наличие трехфаэных трансформаторов с насыщен. ными сердечниками и расположенными на них обмотками.— первичной, вторичной, подмагничиваиия, самоподмагничивання — и магнитны2 ми перемычками между ярмами трансформаторов для замыкания постоянного потока поляризации сердечников. На выходе вторичных обмоток установлены конденсаторы продольной или поперечной компенсации, служащие для устра нения вреднОго влияния внутреннего индуктивного сопротивления умножителя на его внешнюю характеристику.

Однако известные устройства имеют низкий КПД,низкий коэффициент мощности, высово кую* температуру нагрева.

Эти показатели обусловлены высокими потерями в стали, которые пропорциональны квад-рату индукции и весу магннтопровода в первой степени.

Большая батарея конденсаторов на выходе преобразователя снижает надежность s работе этого одного из надежных преобразователей,увеличивает ток холостого хода двигателей из-за уменьшения индуктивного сопротивления контура преобразователь — электродвнга О тель и приводит к возникновению неустойчивых процессов (самовозбуждение асинхронного двигателя, автоколебаний и т. д.).

Известен также трехфазный умножитель частоты, содержащий объединенные с помощью магнитных перемычек твехстержневые сердеч ники, иа которых расположены входные, выходные, подмагничива ощие обмотки, а также парные ОбмОтки самоподмагничивания Ho KBM дой фазе, включенные между собой через конденсатор встречно-параллельно 13).

ПодМагничивающие обмотки в HeM pBcHolloжены на магнитныx перемычках ° Это HQ3BQJIH ет повысить КПД, упрОстить конструкцию умиожителя и уменьшить расход материалов:

На чертеже схематически изображен предложенный умножитель.

Умножитель частоты имеет трехфазный трансформатор 1 с насьпценными сердечниками и магнитные перемычки 2 — 7, соединчющие его

С другим трехфазным трансформатором.

На сердечниках трансформатора- расположены: входные обмотки — 8,9,10, выходные обмотки — 11, 12, 13, обмотки самоподмагничивания — 14, 15, 16, Основной поток 17 умножителя замыкается по трехфазиому трансформатору. Постоянный магнитный поток 18, 19, 20 пофазно замыкается через соответствующие магнитные перемычки 2 — 7 и сердечники трансформаторов, Попарно соединенные обмот23 ки подмагничивания 21; 22, 23 расположены на магнитных перемычках соответствующих фаз

2 и 5, 3 и 6, 4 и 7.

ЭДС двенадцатой гармоники имеет две составляющие. Одна носит гармонический хара- д ктер,являясь составляющей ряда Фурье, а дру- . гую получают формированием из ЭДС 50 Гц (ЭДС гармонической составляющей создается потоком). Поток двенадцатой гармоники имеет нулевую последовательность, т, е. вектор потока имеет одинаковые направления в каждой ЗО фазе. Гармоническая, составляющая потока может замыкаться в магнитопроводе только по магнитным перемыч сам.

Составляющая, получаемая за счет формирования, не носит гармонического характера . (негармоническая составляющая) . Кроме того. йегармоническая составляющая ЭДС одновременно существует только в двух фазах из трех.

Направление векторов негармоиической состав--ляющей ЭДС совпадает, т. е. они тоже имеют нулевую последовательность„ Поток, со:даваемый этой ЭДС (поток самоподмагничиваыия), может замыкаться KBK внутри трехфазного сердечника (в одной фазе ои равен нулю), так и проходить по магнитным перемычкам. С увеличением потока подмагничивания магнитное сопротивление перемычек возрастает и достигает сопротивления насыщении. При насыщении магнитных перемычек гармоническая составля|ощая потока двенадцатой гармоники начинает замыкаться по воздуху. Амплитуда этого потока резко уменьшается.

Кегармоническея составляющая при насыщении перемычек начинает замыкаться внутри терхфазного сердечника. При расположении обмотки подмагничиваиия на стержнях сердечника в ней наводится ЭДС двенадцатой гармоники. Эта ЭДС, как ранее отмечалось, закорачивается через диоды на саму обмотку. В результате этого амплитуда потока двенадцатой гармоники резко уменьшается. Это уменьшает эффект самоподмагничивания током двенадцатой гармоники, Уменьшению вредного влияния обмотки подмагничивания на ЭДС двенадцатой . гармоники соответствует увеличение числа витков обмотки самоподмагничивания. Самоподмагничивание умножителей становится эффективным при напряжении порчдка 1200 — 1500 В.

При расположении обмотки подмагничивания на магнитных перемычках в ней уже не наводится ЭДС двенадцатой гармоники, так как поток самоподмагничивания ее замыкается, в основном, внутри сердечника. Отпадает необходимость в осуществлении самоподмагничивания иа высоких напряжениях.

В результате уменьшается класс диодов по напряжению с двенадцатого — пятнадцатого класса до пятого класса и класс изоляций, снижается напряжение на конденсаторах н, соответственно, их количество. Количество виткоВ и средняя длина витка обмотки самоподмагничивания и подмагничивания также уменьшаются, что способствует экономии меди и уменьшению потерь.

Уменьшение окна магнитопровода за счет уменьшения количества обмоток на сердечниках позволяет уменьшить расход электротехнической стали. КПД умножителя повышается. Расход материалов уменьшается в полтора раза, условия эксплуатации и техники безопасности улучшаются.

Формула изобретения

ТРЕхфазный умножитель частоты, содержащий объединенные с помощью магнитных перемычек трехстержневые сердечники, на которых пасположеиы входные, выходные, подмагничивающие обмотки, а также парные обмотки самоподмагничивания по каждой фазе, включенные между собой через конденсатор встречно-параллельно, отличающийся тем, что, с це.-.ью повышения КПД, упрощения конструкции и уменьшения расхода материалов, подмагничивающие обмотки расположены на магнитных перемычках.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

l. Авторское свидетельство СССР № 182224, кл. Н 02 М 5/!6, 1964.

2. Бамдас А. М. и др. «Ферромагнитные умножители частоты», М., «Энергия», .1968, с. 3738.

3..".вторское свидетельство СССР № 497695, кл. Н 02 М 5/16, 1973.

612361

Составитель Л.Устннкнна

1 ехред О. Луговая Корректор A. Лакнда

Тираж 892 Подписное

Редактор Е. Кравцова

3 аказ 3473/49

UHHH1IH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам ssîáðåòåàsA н открытий

113035, Москва, Ж-35. Раушскаи иаб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г, Ужгород, ул. Проектная, 4