Удвоитель частоты

 

ОП И САН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ &45239

Г

Союз Советских.Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.12.75 (21) 2313052/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) M. Кл.а

Н 02М 5/16

Госуда рстеенный комитет (43) Опубликовано 30.01.79. Бюллетень ¹ 4 (53) УДК 621.314.263 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 30.01.79 (72) Автор изобретения

А. Ф. Березовский (71) Заявитель (54) УДВОИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к устройствам умножения частоты, содержащим конденсаторы и тиристоры, и предназначается для питания всех видов нагрузки.

Известен удвоитель частоты, выполненный на трансформаторе, ко вторичной обмотке которого соответствующим образом подключены два вентиля и два тиристора (1! этот удвоитель частоты несмотря на про- 10 стоту выполнения является неэкономичным, так как две четверти периода напряжения сети отсутствует ток нагрузки, и ненадежным.

Известен также удвоитель частоты, являющийся прототипом предлагаемого устройства, содержащий трансформатор, к вторичной обмотке которого подключен выпрямитель, два конденсатора и два тиристора (21.

Недостатком известного устройства является то, что основной трансформатор, имея четыре первичных и одну вторичную обмотку, является относительно сложным, причем в случае потребности иметь один выход напряжения удвоенной частоты все первичные обмотки должны иметь увеличенную индуктивность магнитных потоков рассеяния.

Целью изобретения является упрощение

2 устройства. Эта цель достигается тем, что вторичная обмотка выполнена со средним выводом и образует с выпрямителем однофазную двухполупериодную схему выпрямления, к выходу которой подключены две

1 -образные цепочки, одна из которых состоит из двух встречно включенных тиристоров, между общей точкой которых и средним выводом вторичной обмотки включен дополнительно введенный дроссель, а другая — из двух последовательно соединенных конденсаторов, общая точка которых и средний вывод вторичной обмотки образуют выходные выводы.

Кроме того, с целью получения двух выходных напряжений, сдвинутых по фазе относительно друг друга, между средним выводом вторичной обмотки трансформатора и концом дополнительного дросселя включены первичная обмотка дополнительного трансформатора, вторичная обмотка которого подсоединена к дополнительным выходным выводам, На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Основной трансформатор 1 имеет первичную обмотку 2, а также намотанную снаружи вторичную обмотку 3 со средним выводом и повышенной индуктивностью магнитных потоков рассеяния, которая достигает645239

3 ся за счет приставных стальных шихтованных стержней 4. С целью дальнейшего упрощения и применения обычного выпускасмого промышленностью трансформатора можно обойтись без приставных стержней 4.

Диоды 5 и б подсоединены анодами к крайним выводам вторичной обмотки 3.

Между катодами этих диодов и средним выводом вторичной обмотки подсоединены параллельно две Т-образные симметричные цепи. Одна из них состоит из двух конденсаторов 7 и 8, а также резистора нагрузки

9, крайний зажим которого подсоединен к среднему выводу вторичной обмотки 3. На резисторе создается первое выходное напряжение удвоенной частоты Ug. Вторая

Т-образная цепь состоит из двух управляемых вентилей 10 и 11, а также дросселя 12, крайним зажим которого подсоединен к среднему выводу вторичной обмотки 3. При необходимости общий дроссель 12 может быть заменен на два отдельные; при этом вторая Т-образная цепь будет расщеплена на две отдельные цепи, состоящие каждая из последовательно соединенных дросселя и управляемого вентиля.

Когда требуется иметь второй источник сдвинутого по фазе напряжения удвоенной частоты U<>, то в разрыв провода от среднего вывода вторичной обмотки 3 включается дополнительный трансформатор 13.

Удвоитель частоты работает следующим образом, В первую четверть первого полупериода напряжения сети U, когда выше других потенциал того зажима вторичной обмотки 3, который подсоединен к диоду 5, происходит заряд конденсатора 7 через активное сопротивление r> и сопротивление индуктивности рассеяния x„> соответствующей полуобмотки 3. Оптимальные величины емкости конденсатора 7 и индуктивности x„> выбираются так, чтобы зарядный импульс тока через конденсатор 7 и резистор нагрузки 9 в основном закончился на исходе первой четверти первого полупериода напряжения сети U. Этот зарядный ток создает на резисторе нагрузки 9 первую полуволну напряжения удвоенной частоты.

В начале второй четверти первого полупериода напряжения сети схема управления открывает управляемый вентиль 10 и конденсатор 7 разряжается через резистор нагрузки 9, а тактике через активное сопротивление г„и суммарное сопротивление х дросселя 12. Этот разрядный ток, проходя через резистор 9 в обратном направлении, создает вторую полуволну напряжения удвоенной частоты U . Через управляемый вентиль 10 и дроссель 12 во в вторую четверть первого полупериода напряжения сети также проходит контурный ток, вызванный ЭДС соответствующей вторичной полуобмотки 3, вследствие этого токи через

4 дроссель 12, поступающие от обоих источников, уменьшаются. Оптимальные значения параметров подбираются так, чтобы разряд конденсатора 7 практически закончился к концу первого полупериода напряжения сети.

Бо втором полупериоде напряжения сети процесс повторяется, но теперь в нем участвуют другая половина вторичной обмотки

3, диод 6, конденсатор 8, снова резистор нагрузки 9, управляемый вентиль 11 и снова дроссель 12.

Если к началу второго полупериода напряжения сети конденсатор 7 еще не разрядился и потому не прекратился ток через управляемый вентиль 10, то зарядный ток конденсатора 8 через диод 6 и резистор нагрузки 9 будет ответвляться через конденсатор 7 с управляемым вентилем 10 и перезаряжать конденсатор 7. В начале снижения зарядного тока через конденсатор 8 перезаряженный конденсатор 7 разряжается через резистор нагрузки 9, управляемый вентиль 10 разряжается, и конденсатор 7, остается в перезаряженном состоянии до начала следующего положительного полупериода напряжения сети, в первой четверти которого напряжение перезаряженного конденсатора 7 будет действовать согласно с ЭДС соответствующей вторичной полуобмотки 3.

Таким образом, предложенное устройство, весьма устойчиво при изменении нагрузки, а путем изменения угла открытого состояния управляемых вентилей можно регулировать напряжение на нагрузке и получить оптимальные условия работы.

Когда в разрыв провода от среднего вы-. вода вторичной обмотки 3 включена первичная обмотка дополнительного трансфор= матора 13, то на вторичной обмотке последнего возникает второе напряжение удвоенной частоты U >, которое относительно

Ug сдвинуто по фазе, Формула изобретения

1. Удвоитель частоты, содержащий трансформатор, ко вторичной обмотке которого подключен выпрямитель, два конденсатора и два тиристора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения его конструкции, вторичная обмотка выполнена со средним выводом и образует с выпрямителем однофазную двухполупериодную схему выпрямления, к выходу которой подключены две T-образные цепочки, одна из которых состоит из двух встречно включенных тиристоров, между общей точкой кото-. рых и средним выводом вторичной обмотки включен дополнительно введенный дроссель, а другая — из двух последовательно соединенных конденсаторов, общая точка которых и средний вывод вторичной обмотки образуют выходные выводы.

645239

Составитель Л. Устинкина

Техред А. Камышникова Корректор T. Добровольская

Редактор В. Левятов

Заказ 2644/11 Изд. Мо 145 Тираж 865 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

2. Удвоитель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения двух выходных напряжений, сдвинутых по фазе одно относительно другого, между средним выводом вторичной обмотки трансформатора и концом дополнительного дросселя включена первичная обмотка дополнительного трансформатора, вторичная обмотка которого подсоединена к дополнительным выходным выводам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 458935, кл. Н 02М 5/16, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР № 492021, кл. Н 02М 5/16, 1970.