Ферромагнитный умножитель частоты

 

СПИ

ИЗОБ ц655045

Союз Советских

Социалистических

Республик

К А8ТОРСКО (61) Дополнительно (22) Заявлено 09.03 с присоединени (23) Приоритет (43) Опубликовано (45) Дата опубликов

1) М. Кл."Н 02 М 5/16

Государственный комитет

3) УДК 621.3!4.263 (088.8) по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

В. М. Заруцкий и В. А. Кузин

Горский сельскохозяйственный институт (71) Заявитель (54) ФЕРРОМАГНИТНЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к электротехнике, к ферромапштным преобразователям частоты и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для питания элсктропрпводов повышенной частоты тока.

Известен умно>китель частоты, напримср, учетвертитсль, основанный на использовании насыщенных входным напряжением магнитопроводов трансформаторов (1).

Устройство состоит из двенадцати насышенных трансформаторов с расположенными на нем обмотками: входной, выходной, самоподмагничивания и подмагничивания постоянным током. Входные обмотки служат для создания в магнитопроводе искаженного магнитного потока. В выходных обмотках наводится ЭДС 200 Гц, а в обмотке самоподмагничивания 100 Гц. Обмотка подмагничивания создает условия для появления в потоке четных гармоник. Обмотка самоподмагничивания включена на конденсаторы для протекания емкостных токов частотой 100 Гц. В выходные обмотки включены конденсаторы для компенсации реактивного тока нагрузки.

Форма выходного напряжения этих умножителей имеет большой процент несинусопдальности (до 30%), ITo приводит к снижению КПД. Кроме того, конденсаторы в выходной обмотке создают условия для самоподмагничивания некоторых высших гармонических, имеющих место в составе выходного напряжения, что приводит к повышенному нагреву электродвпгателей и к их застреванию.

Известен также ферромагнитный умножитель частоты, содер>кащий два многообмоточных трансформатора с насыщенными сердечниками, на которых расположены трехфазныс входные и выходные обмотки, а также обмотки подмагничиванпя постоянным током и парные обмотки самоподмагничивания, включенные между собой черсз конденсатор встречно-параллельно (2).

Известный умножитель частоты отличается от предыдущего тем, что соответствующие пары фазных обмоток самоподмагничивания включены между собой черезконденсатор встречно-параллельно. Это обеспечивает самоподмагнпчивание токами четвертой и двенадцатой гармоник, лучшую форму выходного напряжения, что положительно влияет на КПД. Искажение синусои25 дальности выходного напряжения составляет не более 20%. Двигатели при пуске не застревают, так как отсутствуют конденсаторы в выходной обмотке. Так как двенадцатая гармоника участвует в процессе са30 моподмагннчивания, то она имеет значи655045

03

60 тельную амплитуду в форме выходного напряжения, Особенности рабочего процесса умножителя частоты приводят к протеканию через нагрузку тока двенадцатой гармоники, который вызывает увеличение потерь мощности на нагрев корпуса электродвигателей.

Целью изобретения является повышение коэффициента полезного действия умножителя частоты.

Для этого ферромагнитный умножитель частоты, содержащий два многообмоточных трансформатора с насыщенными сердечниками, на которых расположены трехфазные входные и выходные обмотки, а также обмотки подмагничивания постоянным током и парные обмотки самоподмагничивания, включенные между собой через конденсатор встречно-последовательно, снабжен дросселем, на сердечнике которого расположены три обмотки, каждая из которых включена последовательно с выходной обмоткой соответствующей фазы.

На чертеже приведены следующие условные обозначения:

W< — входные обмотки;

Wg — обмотка подмагничивания постоянным током;

W, — обмотка самоподмагничивания током четвертой и двенадцатой гармоник;

Wq — выходные обмотки;

 — выходной дроссель;

C>, C>, C3 — конденсаторы обмотки самоподмагничивания.

Умножитель частоты, например, учетверитель, состоит из двух элементов, каждый из которых представляет собой трехфазный многообмоточный трансформатор с насыщенными сердечниками.

Эти элементы отличаются друг от друга числом витков входных обмоток W, благодаря которым добиваются сдвига фаз выходных потоков на 90 .

Сердечники трансформаторов насыщены входным напряжением, подмагничены постоянным током и самоподмагничены током четвертой и двенадцатой гармоник. Самоподмагничивание током четвертой гармоники с помощью конденсаторов необходимо для компенсации большого внутреннего индуктивного сопротивления умножителя частоты.

Самоподмагничивание током двенадцатой гармоники необходимо для регулирования мощности выходной частоты и создания условий, препятствующих возникновению автоколебаний, Мощность регулируется за счет постоянного тока, благодаря чему добиваются требуемой жесткости выходного напряжения, а также формирования пуска электродвигателей.

Самоподмагничиванис ЭДС двенадцатой

40 и четвертой гармоник наводятся в выходной обмотке W2, соединенной, например, в треугольник ЭДС двенадцатой гармоники создается за счет формирования из ЭДС поляризованной первой гармоники. Ввиду этого, эта ЭДС в каждой из трех фаз создается поочередно, а неодновременно. Поэтому самоподмагничивание ЭДС двенадцатой гармоники вызывает протекание тока через нагрузку. Амплитуда ее сравнительно велика, что вызывает повышенный нагрев электродвигателей и увеличение потребляемого ими тока. Для устранения влияния двенадцатой гармоники в каждую фазу выходной обмотки Wz включают по одной добавочной обмотке.

Все три добавочные обмотки располагают на одном сердечнике магнитопровода, образуя дроссель ВД. Так как двенадцатая гармоника имеет нулевую последовательность, то поток ее создает индуктивное сопротивление току двенадцатой гармоники. Благодаря этому величины токов двенадцатой гармоники в выходной обмотке и нагрузке становятся незначительными и поэтому уменьшают дополнительные потери мощности на нагрев электродвигателей. ЭДСчетвертой гармоники не будет иметь падения напряжения в выходном дросселе ВД, так как сумма трех фаз потоков четвертой гармоники, отличающихся на 120, равна нулю. В результате этого двенадцатая гармоника участвует только в рабочем процессе регулирования мощности, а в выходном напряжении отсутствует.

Масса выходного дросселя благодаря подавлению тока высокой частоты (600 Гц) получается незначительной и составляет

2О/о от массы активных материалов умножителя частоты.

Формула изобретения

Ферромагнитный умножитель частоты, содержащий два многообмоточных трансформатора с насыщенными сердечниками, на которых расположены трехфазные входные и выходные обмотки, а также обмотки подмагничивания постоянным током и парные обмотки самоподмагничивания, включенные между собой через конденсатор встречнопараллельно, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, он снабжен дросселем, на сердечнике которого расположены три обмотки, каждая из которых включена последовательно с выходной обмоткой соответствующей фазы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. А. М. Бамдас и др., Ферромагнитные умножители частоты, изд. М., «Энергия», 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

М 497695, кл. Н 02 М 5/16, опубл. 1975.

655045, >

l и, Составитель Л. Устннкнна

Техред Н. Строганова

Редактор Ю. Челюканов

Корректор Е. Хмелева

Заказ 185/12 Изд. ¹ 216 Тираж 8б5 Подписное

11ПО Государственного комитета по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2