Магнитно-тиристорный умножитель частоты в четное число раз с непосредственной связью

 

СПИ А Е

ИЗОВРИтЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (»>782084

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51) М. Кл,з (22) Заявлено 30.06.78 (21) 2636380/24-07 с присоединением заявки №вЂ”

Н 02 М 5/27

Гасударственный комитет (23) Приоритет— (53) УДК 621.314.

27 (088.8) Опубликовано 23.11.80. Бюллетень №43 по делам изобретений н открытнй

Дата опубликования описания 28.11.80 (72) Авторы изобретения

P. А. Ахмеров, Ю. А. Лось и Л. Э. Рогинская

Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (71) Заявитель (54) МАГНИТНО-ТИРИСТОРНЫ1"1 УМНОЖИТЕЛЬ

ЧАСТОТЫ В ЧЕТНОЕ ЧИСЛО РАЗ С НЕПОСРЕДСТВЕННОИ

СВЯЗЬЮ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве умножителей частоты с непосредственной связью.

Известны магнитно-тиристорные умножители частоты с непосредственной связью, содержашие ферромагнитный преобразователь числа фаз, к выходным зажимам котсрого подключены тиристоры. Нагрузка в таких преобразователях включена между нулевой точкой ферромагнитного преобразователя числа фаз и общей точкой тирис- т0 торной группы (1), (2), (3), (4) и (5).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является магнитнотиристорный умножитель в четное число раз с непосредственной связью, содержащий ферромагнитный преобразователь числа фаз, преобразующий входное трехфазное напряжение в требуемое многофазное напряжение, и тиристоры. Для согласования магнитно-тиристорного умножителя частоты с нагрузкой используется однофазный выходной трансформатор. В таких умножителях частоты число фаз ферромагнитного преобразователя равно удвоенной кратности умножения, а к каждому выходному выводу. 2 преобразователя числа фаз подключено по одному тиристору. Первичная обмотка выходного трансформатора включена между обшей точкой тиристоров и нулевой точкой ферромагнитного преобразователя числа фаз. Нагрузка подключена ко вторичной обмотке выходного трансформатора (5) .

К недостаткам магнитно-тиристорных умножителей частоты в четное число раз следует отнести то, что число выходных фаз ферромагнитного преобразователя равно удвоенной кратности умножения частоты, что приводит к большим весо-габаритным показателям умножителя частоты ri усложнению его конструкции.

Цель изобретения — — уменьшение веса и габаритов и упрошение конструкции магнитно-тирисгорных умножителей частоты в четное число раз с непосредственной связью.

Поставленная цель достигается тем, что в магнитно-тиристорном умножителе частоты, содержащем ферромагнитный преобразователь числа фаз с нулевым выходным выводом, который вместе с остальными выходными выводами через тиристоры подключен к первичной обмотке трансформатора, первичная обмотка трансформатора

782084 выполнена со средней точкой, подключенной к нулевому выходному выводу ферромагнитного преобразователя, к каждому из

- остальных выходных выводов которого подключены пары тиристоров, объединенные между собой анодом и катодом, причем противоположные электроды тиристоров каждой лары подключеньг к разноименным кон цам первичной обмотки.

На фиг. 1 представлена блок-схема магнитно -тиристорного умножителя частоты в четное число раз с непосредственной связью; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема умножителя частоты с кратностью умножения, равной восьми; на фиг. 3 — кривые выходных фазных напряжений ферромагнитного преобразователя числа фаз и кривая выходного напряжения умножителя частоты.

Магнитно-тиристорный умножитель частоты в четное число раз с непосредственной связью (фиг. 1) содержит ферромагнитный преобразователь числа фаз 1,блоК тиристоров 2,выходной трансформатор З.Вторичная обмотка трансформатора является выходом устройства. К выводам 4, 5 и 6 подается входное трехфазное напряжение с частотой сети, а с выводов 7 и 8 снимается выходное напряжение с частотой, в четное число раз вйше частоты питающего напряжения.

Ферромагнитный преобразователь числа фаз 1 магнитно-тиристорного умножителя частоты в восемь раз (фиг. 2) содержит три входные фазные обмотки 9, 10 и 11 и условно обозначенные выходные фазные обмотки 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 и 19,-которые образованы соединением в зигзаг вторичных обмоток специального трансформатора с соответствующим, числом витков, размещенных на различных стержнях трехфазного магнитопровода. Он преобразует входную трехфазную систему напряжений в

8-фазную несимметричную систему этой же частоты.

Угловые координаты этих фаз-можно получить из 16-фазной симметричной системы напряжений путем выбора из каждых двух фаз,сдвинутых относительно друг друга на 180; той,которая имеет меньший угол с ближайшей к ней входной фазой 9, 10 или

11. К каждой из выходных фазных обмоток (!2 — 19) подключено по два тиристора.

Очередность работы тиристоров (фиг. 2) следующая: 20 — 21 — 22 — 23 — 24 — 25 — 26—

27 — 28 — 29 — 30 — 31 — 32 — 33 — 34 — 35. П ри включении тиристора 20 в момент времени т 1, положительное напряжение фазы 12 прикладывается к началу полуобмотки 36 выходного трансформатора 3 и на выходной обмотке 37 формируется положительная по луволна выходного напряжения. После выключения тиристора 20 в момент времени

tq включают тиристор 21 и и положительное напряжение фазы 13 прикладывается к концу полуобмотки 38 выходного трансфор

4 матора 3 и на его выходной обмотке 37 формируется отрицательная полуволна выходного напряжения. После выключения тиристора 21 в момент времени t q включают тиристор 22 и фаза 17 подключается опять к концу полуобмотки 38 выходного трансфорS матора 3. Поскольку знак напряжения фазы 17 в течение времени работы тиристора

22 отрицательный, то на выходной обмотке

37 формируется положительная полуволна выходного напряжения повышенной часто10 ты.

Формирование остальных полуволн выходного напряжения с учетом указанной выше очередности работы тиристоров показано на фиг. 3.

Использование предлагаемых в изобретении схемных взаимосвязей позволяет значительно упростить конструкцию ферромаг- . нитного преобразователя числа фаз за счет снижения в два раза числа выходных фаз и уменьшения количества его обмоток. Так, например, для магнитно-тиристорного умножителя частоты в 8 раз количество обмоток снижено с 32-х до 17-ти по сравнению с выбранным прототипом. Учитывая, что типовая мощность ферромагнитных преобразователей числа фаз является функцией суммарного количества витков добавочных обмоток, снижение последних влечет за собой и уменьшение веса и габаритов блока преобразования числа фаз, а, следовательно, и в целом магнитно-тиристорного умно36 жителя частоты, поскольку вес блока преобразования числа фаз составляет 70 — 80 /р веса всего магнитно-тиристорного умножителя частоты.

Высокие энергетические показатели пред- ложенного устройства достигаются путем зз включения конденсаторов последовательно или параллельно нагрузке (4).

Предлагаемый магнитно-тиристорный умножитель частоты в восемь раз с выходной мощностью 25 кВа в 1,6 раза легче такого же умножителя, изготовленного по схеме, аналогичной известной.

Описанные умножители частоты в четное число раз с непосредственной связью могут быть использованы для питания высокочастотных нагрузок: индукционного на4 грева металлов, авиационного электрооборудования (400 Гц), и в трехфазном варианте, состоящем из трех однофазных для питания высокочастотных асинхронных двигателей 100 и 200 Гц при исходной 3-фазной сети 50 Гц.

Формула изобретения

Магнитно-тиристорный умножитель частоты в четное число раз с непосредственной--связью, содержащий ферромагнитный преобразователь числа фаз с нулевым выходным выводом, вМесте с остальными выход782084

Фиг. 1 ными выводами через тиристоры подключенный к первичной обмотке трансформатора, отличающи2 ся тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения массы и габаритов, первичная обмотка трансформатора выполнена со средней точкой, подключенной к нулевому выходному выводу ферромагнитного преобразователя, к каждому из остальных выходных выводов которого подключены пары тиристоров, объединенные между собой анодом и катодом, причем противоположные электроды тиристоров каждой пары je подключены к разноименным концам первичной обмотки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3715647, кл. 321 — 7, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 587574, кл. Н 02 М 5/22, 1971.

3. Лось Ю. А. Основные положения синтеза автотрансформаторных преобразователей числа фаз магнитно-тиристорных умножителей частоты с непосредственной связью«Тиристорные преобразователи частоты для индукционного нагрева металловэ-Межвузовский научный сборник, № 7.

4. Гогинская Л. Э., Лось 1О. А, Исследование процессов в тиристориых умножителях частоты с непосредственной связью при наличии емкостной компенсации.-Материалы пятой межвузовской научно технической конференции по применению тока повышенной частоты в сельском хозяйстве и отдельных отраслях промышленности. Орджоникидзе, 1974.

5. Шапиро С. В., Лось Ю. А. Магнитнотиристорные умножители частоты в четное число раз с непосредственной связью.-аТиристорные преобразователи частоты для индукционного нагрева металлов>-Груды УАИ, вып. 48, сб. 3. Ф,, 78 3084

8 m

Составитель Г. Мьщык

Редактор М. Габуда Тскрсд К. Шуфрин Корректор Е. Папи

Заказ 8162/69 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и QTKpbltHA

I 13035, Москва, Ж- 35, Рау.нская наб.. д. 4/5

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