Удвоитель частоты

 

О П И-б"-"А -"-Я- И Е 7воо87

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскмк

Социалистическкк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл, Н 02 М 5/16 (22)Заявлено 19.02.79(21) 2725718/24-07 с присоединением заявки Ло тооударстввнный камнтет

СССР (23) Приоритет во делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.12.80. Бюллетень J447 (53) УДК 621.314.,26 (088.8) Дата опубликования описания 25 12.80

С. П. Миклашевский и М. М. Мамразаков (72) Авторы. изобретения

Московский ордена Трудового Красного Знамени горный институт (7l ) Заявитель (54) УДВОИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к статическим преобразователям частоты, в которых используется ма гнитопровод применяемый для машин переменного тока, и может быть использовано для питания ручного и часто перемещаемого электроинструмента, работающего на переменном токе частотой 100 гц.

Известен статический преобразователь частоты с магнитопроводом, выполненный по типу магнитопровода машин перемен ного тока, в пазах статора которого расположена первичная трехфазная обмоткй, а в пазах ротора - вторичная трехфазная обмотка, выполненная с числом пар полюсов. вцвое большим числа пар полюсов

15 первичной обмотки, а на ярме магнитопровода расположена обмотка подмагничивания, пи.аемая постоянным током от вспомогательного источника ЭДС.

К недостаткам преобразователя относятся сложность схемы, труцоемкость изготовления, наличие обмотки подмагннчнвания, вспомогательного источника посто2 янного тока, несинусоидальность выход» ного тока удвоенной частоты н низкий

КПД.

Известен также удвоитель частот4 содержащий магнитопровод,машитты пере менного,тока, в пазах статора которого расположена первичная трехфазная обмот ка, а в пазах ротора - вторичная трехфазная обмотка, выполненная с числом пар полюсов вцвое большим числа пар полюсов первичной обмотки. Вторичная обмотка состоит из двух секций и они подсоединены к выходным зажимам через встречно - параллельно включенные тнристоры, цепи управления которых подсоединены к формирователям, питаемым лт дополнительных обмоток, имеющих та кое же число пар полюсов, как и первич ная обмотка.

К недостаткам этого устройства сле дует отнести низкую надежность, сложность схемы, трудоемкость изготовления, несинусоидальность выходного тока удво» анной частоты.3 79

Наиболее близким к прецлагвемому по технической сущности является уцвоитель частоты, соцержащий магнитопровод машины переменного тока, в пазах статора которого расположена первичная трехфазная обмотка, одна иэ фаз которой подключена непосредственно к одному из BxoljHblK выводов для подключения трехфазного источника питания, а в пазах ротора — вторичная трехфазная обмотка, выполненная с числом пар полюсов вдвое большим числа пар полюсов первичной обмотки.

Основными недостатками этого устройства являются невысокая надежность и сложность. ,Llerb изобретения — повышение нацежности и упрощение устройства.

Бель достигается тем, что в удвоитель частоты, содержащий магнитопровоц машины переменного тока, в пазах ствтора которого расположена первичная трехфазная обмотка, одна из фаз которой подключена непосредственно к одному из входных выводов для подключения трехфазного источника питания, а в пазах ротора — вторичная трехфвзнвя обмотка, выполненная с числом пар полюсов вдвое большим числа пар полюсов первичной обмотКи, введен оцнофазный мостовой выпрямитель, вход переменного тока которого подключен к двум другим входцым выводам для подключения трехфазного источника питания, а выход постоянного тока подключен к соответст» вующим двум другим фазам первичной обмотки.

Это позволяет заменить вращающееся ма гнитное поле качающимся магнитным полем, отказаться от использования вторичной цепи тиристорных коммутаторов и улучшить форму кривой ЭДС удвоенной частоты.

На фиг. 1 показана принципиальная схема уцвоителя частоты; на фиг. 2временная циаграммв переключений фаэ первичной обмотки; на фиг. 3 - времен ные циаграммы ЭДС удвоенной частоты на одной фазе вторичной обмотки, создаваемой "качающимся магнитным полем.

Удвоитель частоты включает входные вывоцы 1, 2 и 3, подключенные к источнику трехфазного переменного тока. Однофазный мостовой выпрямитель 4 включен для обеспечения переключения фаэ первичной обмотки 5, 6 и 7, расположенной в статоре 8 через каждые полпериода питающего напряжения. Магнитопроо вод удвоителя частоты состоит из статора 8 и ротора 9 обычной асинхронной

0087 4.

10

55 ма шины, которые закреплены oAHkl отн осительно другого непоцвижно. На роторе 9 расположена вторичная трехфаэнвя обмотка 10, 11 и 12 с числом пвр полюсов вцвое большим числа пвр полюсов первичной обмотки. К зажимам обмоток 10, 11 и 12 подключена нагрузка (на чертеже не показано).

Устройство работает следующим образом.

При подаче нв входные зажимы 1, 2 и 3 трехфазного.синусоицвльного напряжения О с частотой, в магнитной цепи машины создается вращающееся со скоростью Yl (фиг. 3) магнитное поле, так как на роторе 9 намотана вторичная обмотка с числом пар полюсов вцвое большим первичной обмотки, а при вращении магнитного поля в прецелах от

4 = 0-90 электрических градусов (фиг. За, б, в) на вторичной обмотке

10 (фиг. 3) индуктируется первая половина первого периоца выходной ЭДС -Qp (фиг. 3 г), а, при вращении магнитного поля от Р = 0-180 электрических градусов (фиг. 3 в, ц, е) на вторичной обмотке 1 0 индук тиру ется вт о рая и ол овина первого периода выходной ЭДС-Ьр(фиг.

3 ж). Во второй половине первого периода питающего напряжения однофазный мостовой выпрямитель 4 изменяет направление тока в двух фазах 5 и 7 (фиг.

1 и 2) первичной обмотки (точка Q< на фиг. 2), что приводит к изменению направления вращения магнитного поля на обратное (фиг. Зэ), т. е. в магнитной цепи машины возникает "качающееся магнитное поле, меняющее направление через каждые 180 электрических градусов в точках 0g, 0g, 0, 0q, Ор 0g (фиг. 2). Как известно, при изменении направления. вращения магнитного поля на обратное меняется направление индукти-. рованной ЭДС на вторичной обмотке. При вращении магнитного поля в обратном направлении or 4 — 180 — 90 электрических градусов (фиг. 3 э, и, к) на вторичной обмотке 1 0 индуктируется первая половина второго периода выходной ЭДС бр (фиг. 3 и). При вращении магнитного поля в обратном направлении от ) =9О0 электрических грацусов (фиг. 3 к, м, н) на вторичной обмотке 10 индуктируется вторая половина второго периода выходной

ЭДС -Фр (фиг. 3 o) . Таким образом, нв выходных зажимах 10, 1 l и 1 2 уцвоитвля имеем трехфазную ЭДС о удвоенной частоты.

Удвоитель частоты, содержащий магии топровод машины переменного тока, в

5 790087 d

Благодаря изменению направления вра- пазах статора которого расположена .перЪ щения магнитного поля два раза в тече- вичная трехфазная обмотка, одна иэ фаз

we каждого периода питающего напряже«которой подключена непосредственно к ния, для получения напряжения удвоенной одному иэ входных выводов для подключастоты, отпадает необходимость в ис- > чения трехфазного источника питания, а пользовании дополнительных обмоток уп- в пазах ротора - втооричная трехфазная равления, формирователей, тирисгоров и обмотка; выполненная с числом пар полюв выполнении вторичной двухсекционной сов вдвое большим числа пар полюсов обмотки. За счет такого выполнения первичной обмотки, о т л и ч а ю щ и йуцвоителя частоты достигается повыше- 1О с я е тем, что, с целью повышения наине надежности, упрощение устройства, дежности и упрощения, введен однофазH улу ппение формы кривой выходного ный мостовой выпрямитель, вход переменного тока которого подключен к двум другим входным выводам для подключеиия

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я и трехфазного источника питания, а выход постоянного тока подключен к соответствующим двум другим фазам первичной обмотки.

790087

/7 9 = Я5

10 и Ю=45

10 и У= ОО"

Составитель Л. Устинкина

Редактор Н. Лазаренко Текред C.Ìù óíoâà Корректор. С. Шомак

Заказ 9139/78 . Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал.ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4