Умножитель частоты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 81I447

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.02.79 (21) 2727879/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) М. К.

Н 02 М 5/16

Государственный комитет (53) УДК 621.314.263 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. Н. Богачеиков, М. П. Крылов и О. П. Новожило)в

Московский институт электронного машиностроения (71) Заявитель (54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника питания повышенной частоты, в частности, для питания асинхронных электродвигателей.

Известны ферромагнитные умножители частоты, выполненные на трансформаторах по компенсационной схеме подавления побочных гармоник (1 — 3).

Недостатком таких умножителей является возможность возникновения генераторного самовозбуждения при питании асинхронных двигателей. Причины этого явления следующие. Для обеспечения максимального пускового момента и быстрого разгона двигателя выходная цепь, включающая выходную обмотку умножителя, компенсирующий конденсатор и обмотку двигателя, настраивается в резонанс на частоту выходных колебаний умножителя.

При разгоне двигателя, с одной стороны, понижается резонансная частота цепи из-за роста индуктивного сопротивления обмотки двигателя, с другой стороны, повышается частота собственной ЭДС, вырабатываемой двигателем. В момент совпадения этих ,двух частот при достаточной добротности выходного контура возможен «захват» двигателя током более низкой частоты, в связи с чем он не набирает номинальных оборотов. Известные меры устранения этого явления — увеличение входного напряжения умножителя, включение в выходную цепь постоянных дросселей и др. (см.

«Ферромагнитные умножители частоты», с. 87) — оказываются неэффективными в тех случаях, когда мощность умножителя сравнима с пусковой мощностью двигателя или несколько ее превосходит, а также

10 когда умножитель предназначен для питания нескольких двигателей, включаемых независимо.

Прототипом данного изобретения является умножитель частоты, содержащий рас15 положенные на стержнях магнитопровода трехфазные входные и выходные обмотки, а также обмотки подмагничивания, два элемента регулирования, датчик выходного напряжения и компенсирующие конденса20 торы, каждый из которых включен последовательно с выходной обмоткой соответствующей фазы (1).

В этом устройстве управление элементами регулирования осуществляется датчи25 ком выходного напряжения таким образом, что при пуске двигателя происходит увеличение индукции промежуточной гармоники, чем устраняется генераторное самовозбуждение. Однако устойчивая работа умножи30 теля частоты обеспечивается лишь при его

811447 мощности, соизмеряемой с мощностью раскрученного двигателя. При пуске же последнего происходит снижение выходного напряжения умножителя частоты, вследствие чего увеличивается время разгона и уменьшается пусковой момент. Для улучшения пусковых характеристик необходимо использовать более мощный умножитель частоты. Но в этом случае из-за уменьшения выходного сопротивления умножителя и соответственно роста добротности выходной цепи улучшаются и условия возникновения генераторного самовозбуждения.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в умножитель частоты, содержащий расположенные на стержнях магнитопровода трехфазные входные и выходные обмотки, а также обмотки подмагничивания, два элемента регулирования, датчик выходного напряжения и компенсирующие конденсаторы, каждый из которых включен последовательно с выходной обмоткой соответствующей фазы, дополнительно введены элемент регулирования и два датчика выходного напряжения, причем каждый из датчиков выходного напряжения соединен последовательно с компенсирующим конденсатором соответствующей фазы, образуя цепь, включенную параллельно выходной обмотке этой фазы, а каждый из элементов регулирования выполнен в виде управляемого дросселя, основная обмотка которого включена параллельно выходным выводам соответствующей фазы, а его управляющая обмотка соединена с выходом датчика выходного напряжения этой фазы.

На чертеже показана схема умножителя частоты.

Умножитель частоты содержит элемент 1 преобразования электрических колебаний с трехфазным выходом, в каждую выходную фазу включены компенсирующий конденсатор 2, датчик 3 выходного напряжения, элемент 4 регулирования, представляющий собой управляемый дроссель, основная обмотка 5 которого включена параллельно выходу умножителя, а управляющая обмотка 6 подключена к выходу датчика 3, Дроссель выполнен на сердечнике с ортогональным управлением. Датчик преобразует изменения переменного напряжения на входе в изменения постоянного тока на выходе.

Принцип работы умножителя основан на поддержании постоянства резонанснойчастоты выходного контура, которая определяется индуктивно-активными сопротивлениями нагрузки, дросселя с датчиком, выходной обмотки умножителя и емкостным сопротивлением конденсатора. При разгоне

25 зо

6О двигателя несколько увеличивается выходное напряжение умножителя частоты. Это изменение отрабатывается датчиком 3 и приводит к увеличению постоянного тока подмагничивания в управляющей обмотке 6 дросселя. Индуктивность основной обмотки

5 при этом уменьшается таким образом, что резонансная частота выходной цепи сохраняется равной или близкой к частоте выходных колебаний умножителя. Схема одновременно обеспечивает стабилизацию напряжения на нагрузке.

Из-за постоянства резонансной частоты выходной цепи отсутствуют паразитные резонансы в системе умножитель частоты— нагрузка и исключается возможность возникновения генератор ного самовозбуждения. Таким образом, обеспечивается устойчивая работа умножителя частоты на двигательную нагрузку при любом сочетании их мощностей. В связи с этим применение умножителя частоты большей мощности позволяет улучшить пусковые характеристики при питании асинхронных электродвигателей.

Формула изобретения

Умножитель частоты, содержащий расположенные на стержнях магнитопровода трехфазные входные и выходные обмотки, а также обмотки подмагничивания, два элемента регулирования, датчик выходного напряжения и компенсирующие конденсаторы, каждый из которых включен последовательно с выходной обмоткой соответствующей фазы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности умножителя, в него дополнительно введены элемент регулирования и два датчика выходного напряжения, причем каждый из датчиков выходного напряжения соединен последовательно с компенсирующим конденсатором соответствующей фазы, образуя цепь, включенную параллельно выходной обмотке этой фазы, каждый из элементов регулирования выполнен в виде управляемого дросселя, основная обмотка которого включена параллельно выходным выводам соответствующей фазы, а его управляющая обмотка соединена с выходом датчика выходного напряжения этой фазы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 275213, кл. Н 01 F 35/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 331431, кл. Н 02 М 5/16, 1972.

3. Бамдас А. М, и др. Ферромагнитные умножители частоты. М., «Энергия», 1968, с. 62, 66, 94 и 122, Sii449

Составитель Л. Устиикииа

Техред P. Беркович

Редактор Ж. Рожкова

Корректор И. Пеичко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 361/13 Изд. № 188 Тираж 749 Подписное

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

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