Источник переменного напряжения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (и>729791 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 25.1077 (21) 2537516/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 250480 Бюллетень 9 15

Дата опубликования описания 26.04.8Q (51)М. КЛ.2

Н 02 М 9/06.Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 314..26(088.8) P .H. .Суладзе, К .Д. Гуттерман, t1.Н. Геленидзе, Н .П. Кодуа и З.Г, Тадумадзе (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИСТОЧНИК ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к источникам переменного напряжения повышенной частоты.

Широко известно применение в технике ферромагнитных преобразователей частоты, например, утроителей частоты, состоящих из трех однофаэных трансформаторов, первичные обмотки которых соединены в звезду, а вторичные — последовательно в разомкнутый треугольник (1). Принцип работы умножителей частоты с ферромагнитными сердечниками основан на том, что при насыщении железного сердечника трансформатора форма кривых токов или напряжений искажается и обогащается различными гармониками Затем особым соединением обмоток трансформаторов или фильтрами выделяются гармоники нужной частоты. Например, в ферромагнитном утроителе частоты при насыщении сердечников напряжения на вторичных обмотках несинусоидальны, и в числе прочих гармоник содержат гармоники, кратные трем. При соединении вторичных обмоток в разомкнутый треугольник сумма напряжения всех гармоник, некратных трем, обращается в нуль, а третья, девятая и так далее гармоники — суммируются. Из них наиболее сильной является третья гармоника, которая и используется в технике.

Регулирование тока нагрузки преобразователей частоты осуществляется регулированием тока подмагничи вани я. () Известен источник переменного напряжения, содержащий регулируемый подмагничиванием сердечника ферромагнитный умножитель частоты, вход которого связан с выводами для подключения питающей сети и блок регулирования (2j.

Его недостатком является то, что регулирование тока нагрузки в нем осуществляется изменением степени

20 насыщения сердечника. С изменением степени насыщения сердечника изменяется гармонический состав кривой тока, что вызывает искажение формы кривой тока выделяемой частоты. В

25 то же время одним иэ основных показателей источника переменного напряжения повышенной частоты — преобра" зователя стандартной частоты промышленного электроснабжения в повы3Q щенную — является коэффициент формы

729791 кривой, так как форма кривой питающего напряжения влияет на работу нагрузки, например двигат ел я уменьшает КПД, увеличи вает ви брацию, уменьшает пусковой момент и т.д. В других случаях искажение формы кривой источника переменного напряжения недопустимо — например, при испытаниях сварочных трансформаторов.

Пель изобретения — получение выходного напряжения синусоидальной формы при изменении в широких пределах величины тока нагрузки и повышение надежности.

Это достигается тем, что в источнике переменного напряжения, содержащем регулируемый подмагничиванием сердечника ферромагнитный умножитель частоты, вход которого связан с выводами для подключения питающей сети, и блок регулирования, вход ферромагнитного умножителя частоты соединен с выводами для подключения питающей сети через индуктивно-емкостной преобразователь источника напряжения в источник тока.

На чертеже дана принципиальная электрическая схема устройства.

Она содержит три однофазных трансформатора Тр, -Трэ, состоящих иэ ферромагнитного сердечника и обмоток — первичных IIo -По, вторичных — ОВ -OB> и обмоток подмагничивания ОП -ОП ; три индуктивноемкостных преобразователя ИЕП -HEII9, состоящих из индуктивных L - L и емкостных СА -С сопротивлений, равных по величине; блок регулирования подмагничивания, состоящий из выпрямительного блока ВБ, регулируемого резистора Й и còëàæèâàþùåãî дросселя ДС.

Принцип работы предложенного устройства заключается в следующем.

Если в устрой стве реактивные сопротивления конденсаторов и индуктивностей равны друг другу, то изза резонансных явлений ток в обмотках Пщ -IIoo,. 7= — и не зависит от и нагрузки трансформаторов Tp -Tp> .

Величину тока в этих обмотках вйбирают соответствующим подбором сопротивлений индуктивностей

L - Ü и емкостей С -Сб так, что ферромагнитные сердечники трансформаторов Тр„-Тр глубоко насыщены.

Вследствие этого напряжение на вторичных обмотках ОВ -ОВэ трансформаторов Tp< -Tp> несинусоидальны и . содержат в основном гармоники, крат ные трем. При соедин ени ни вторичных обмоток ОВ -ОВ> в открытый треугольник все гармоники, кроме кратных трем, взаимно уравновешиваются, и на нагрузку выделяются гармоники, кратные трем, среди которых преобладает третья гармоd0

Формула изобретения

Источник переменного напряжения, содержащий регулируемый подмагничиванием сердечника ферромагнитный умножитель частоты, вход которо65 ника. Гармоники, кратные трем, наводятся также на обмотках подмагничивания ОП -ОП, но они подавляются .сглаживающйм дросселем ДС, При питании обмоток подмагничивания постоянным током в магнитопроводах трансформаторов, кроме переменного магнитного потока, создается еще и постоянный магнитный поток, но ток первичных обмоток трансформатора не изменится, так как между первичными обмотками трансформатора и сетью включены индуктивно-емкостные преобразователи. Вследствие этого изменяется не степень насыщения магнитопровода, а перераспределяется магнитный поток и соответственно уменьшается коэффициент связи первичных обмоток с вторичным.

Исходя иэ этого, ток вторичных обмоток регулируется не искажением

2Ь кривой тока, а изменением его амплитуды беэ искажения формы.

Предложенная схема отличается также хорошими стабилизирующими свойствами относительно колебаний напряжения питающей сети. В известных преобразователя переменного напряжения, содержащих ферромагнитные умножители частоты, ток нагруз— ки сильно зависит от колебаний напряжения питающей сети. В этих устройствах при изменении напряжения питающей сети из-эа нелинейной зависимости насыщения сердечника от приложенного напряжения выходное напряжение изменяется настолько,что практически известные ферромагнит— ные преобразователи частоты применимы лишь при питании от стабилизатора напряжения, мощность которого равна мощности самого преобраэова40 теля.

В предложенном источнике переменного напряжения повышенной частоты при изменении напряжения питающей сети пропорционально изменяется ток первичных обмоток трансформаторов, но при насыщенном железе сердечника трансформатора изменения тока первичной обмотки мало изменяет ток нагрузки. Вследствие этого измене- . ние напряжения питающей сети в допустимых пределах (-10%; +5%) практически не влияет на работу устройства.

Таким образом, в источнике пере55 менного напряжения уменьшено искажение форьы кривой напряжения и тока, а также ток нагрузки практически не зависит от колебания напряжения питающей сети.

729791

Составитель Л. Устинкина

Редактор Н. Катаманина Техред M.Kó3I,ßß Корректор О, Ковинская

Заказ 1324/52 Тираж 783

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 го связан с выводами для подключения питающей сети, и блок регулирования,.отличающийся тем, что, с целью получения выход-ного напряжения синусоидальной формы при изменении в широких пределах величины тока нагрузки и повышения надежности, вход ферромагнитного умножителя частоты соединен с выводами для подключения питающей сети через индуктивно-емкостной преобразователь источника напряжения в источник тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зевеке Г.В. и др. Основы тео" рии цепей. M. Знергия, 1975, с. 642-645.

2. Бамдас A.Ì. и др. Трансформаторы ферромагнитные — умножители частоты. М, Энергия, 1968, i0 с 63-67 °