Статический удвоитель частоты

 

пi73l527

ОПИСАНИЕ

ИЗОбРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.12.77 (21) 2549783/24-07 с присоединением заявки № (51) M. Кл.г

Н 02 М 5/16

ГосУдарстееииый комитет (23) Приор по делам изобретеиий (43) Опубликовано 30.04.80. Бюллетень № 16 (53) УДК 621.314.263 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 30.04.80 (72) Автор изобретения

В. Н. Филатов (71) Заявитель (54) СТАТИЧЕСКИЙ УДВОИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в качестве источников питания повышенной частоты.

Известны статические удвоители частоты 5 на основе диодных мостов, выпрямляющих два однофазных напряжения, сдвинутых между собой по фазе, и формируюших на выходе разность указанных выпрямленных пульсирующих напряжений, из которых за- 10 тем выделяется переменная составляющая удвоенной частоты (1, 2).

Известен также статический удвоитель частоты, наиболее близкий к изобретению, содержащий связанные входными вывода- 15 ми, один из которых является общим, с трехфазным источником переменного тока два встречно-последовательно соединенных диодных моста с конденсаторами в выходных диагоналях (3). 20

Недостаток известных схем удвоителей частоты (1 — 3) заключается в том, что при питании их от трехфазной сети низок коэффициент использования установленной мощности оборудования за счет геометрического, а не алгебраического сложения переменных составляющих удвоенной частоты в выпрямленных напряжениях, и низок КПД.

Цель изобретения — уменьшение установленной мощности и повышение КПД. 30

Эта цель достигается тем, что в статическом удвоителе частоты, содержащем связанные входными выводами, один из которых является общим, с трехфазным источником переменного тока два встречнопоследовательно соединенных диодных моста с конденсаторами в выходных диагоналях, входные выводы мостов соединены с трехфазным источником переменного тока через трансформатор, трехфазная вторичная обмотка которого выполнена по схеме несимметричной звезды, обмотка одной из фаз которой, подключенная к общему выводу, имеет меньшее число витков по сравнению с обмотками двух других фаз. При этом фазовое напряжение обмотки с меньшим числом витков составляет 0,335 от фазового напряжения обмоток каждой из двух других фаз.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого удвоителя частоты; на фиг. 2, а, б — диаграммы напряжения, характеризующие работу частоты.

Схема содержит диоды 1 — 7, конденсаторы 8, 9, трансформатор 10 и работает на нагрузку 11.

Статический удвоитель частоты представляет собой диодный коммутатор, разделяющий трехфазный вход и однофазный выход удвоителя, 731527

СССР

СССР

СССР

Диодный коммутатор образован двумя неполными выпрямительными мостами на диодах 1, 2, 3 и 5, 6, 7, соединенными по выходу встречно-последовательно, причем крайние группы диодов образуют выходные выводы для подключения однофазной нагрузки 11. У диодных мостов 1, 2, 3 и 5, 6, 7 одно общее плечо с диодом 4, вследствие чего выпрямительные мосты со стороны переменного тока имеют три входных вывода, крайние из которых подключены к полным фазам, а средний — к неполной фазе вторичной обмотки трансформатора 10, соединенной по схеме несимметричной звезды.

Удвоитель частоты работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения на вход трансформатора 10 на концах его вторичной обмотки формируется трехфазная система напряжений, сдвинутых между собой по фазе на 120 эл. град. Однако за счет того, что неполная фаза выполнена на

stn 15 напряжение, равное Уф — — 0,335 Я@, на

sin 45 входы диодных местов 1 — 4 и 4 — 7 подаются два линейных напряжения, сдвинутых между собой на 90 эл. град. (см. рис. 2,а).

На выходе диодных мостов при этом формируются пульсирующие напряжения, содержащие постоянные составляющие и переменные составляющие удвоенной частоты, сдвинутые между собой по фазе на

180 эл. град.

Поскольку диодные мосты включены встречно-последовательно происходит вычитание — компенсация постоянных составляющих напряжений и алгебраическое (а не геометрическое, как в прототипе) сложение переменных составляющих удвоенной частоты. Это приводит к увеличению относительного значения напряжения удвоенной частоты в 1/sin 60 =1,157 раз по сравнению с геометрическим сложением напряжений за счет отсутствия взаимокомпенсации части переменных составляющих напряжений. В свою очередь это вызывает увеличение снимаемой мощности в нагрузке при неизменной установленной мощности оборудования и повышение КПД за счет отсутствия циркуляции компенсирующихся составляющих переменных токов (см, фиг. 2,б).

Конденсаторы 8, 9 служат только для пропускания переменной составляющей тока удвоенной частоты, т. е. обеспечивают замыкание цепи источника питания и нагрузки в те периоды времени, когда результирующий ток нагрузки должен протекать по отношению к какому-либо выпрямительному мосту в непроводящем направлении.

При работе удвоителя на активно-индуктивную нагрузку емкость их выбирается по резонансной частоте.

С целью унификации оборудования в качестве силового трансформатора может использоваться любой серийный трансформатор, имеющий на одной из фаз соответствующуюю отп айку.

Формула изобретения

1. Статический удвоитель частоты, содержащий связанные входными выводами, один из которых является общим, с трехфазным источником переменного тока два встречно-последовательно соединенных диодных моста с конденсаторами в выходных диагоналях, отлич а ющи и ся тем, что, с целью уменьшения установленной мощности и повышения КПД, входные выводы мостов соединены с трехфазным источником переменного тока через трансформатор, трехфазная вторичная обмотка которого выполнена по схеме несимметричной звезды, обмотка одной из фаз которой, подключенная к общему выводу, имеет меньшее число витков по сравнению с обмотками двух других фаз.

2. Удвоитель частоты по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что фазовое напряжение обмотки с меньшим числом витков составляет 0,335 от фазового напряжения обмоток каждой из двух других фаз.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 145929, кл. Н 02М 5/30, 1962.

2. Авторское свидетельство № 251617, кл. Н 02М 5/16, 1970.

3. Авторское свидетельство

Ж 476645, кл. Н 02М 5/18, 1975.

731527

Фиг, 2

Составитель Л. Устинкина

Техред В. Серякова

Корректор E. Осипова

Редактор И. Грузова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 755/15 Изд. № 279 Тираж 798 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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