Трехфазный умножитель частоты

Трехфазный умножитель частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А

3151) H 02 М 5 /16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3556207/24-07 (22) 14.12.82 (46) 23. 01. 84. Бюл. Р 3 (72 ) A. A Пястолов, В. Т. Фролов, В.А. Кобозев и В.П. Макаров (71) Челябинский ордена Трудового

Красного Знамени институт механизации и электрификации сельского хозяйства (53) 621. 314. 263(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 758428, кл. H 02 N 5/16, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 549868, кл. Н 02 N 5/16, 1975. (54)(57) ТРЕХФАЗНЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий трансформатор, на каждом стержне которого расположены вторичная, соединенная с выходными выводами, и четыре первичные обмотки, объединенные в две пары, каждая из которых замкнута на пару согласно включенных тиристоров, причем общие точки соединения тиристоров первой и второй пар и обмоток второй пары соединены в соответствии с прямой последовательностью чередования фаэ с входными выводами для подключения фаз источника питания, а общая точка соединения обмоток первой пары соединена с входным выводом для подключения нулевой фазы источника питания и фазосдвигающий блок, выходы которого соединены с управляющими электродами соответствующих тиристоров, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона выходных частот, на каждом из стержней трансформатора размещены дополнительно введенные обмотка подмагничивания постоянным током, полярность которой противоположна полярности первичных обмоток, и обмотка самоподмагничивания токами четвертой гармоники, замкнутая на конденсатор а каждая из пар первичных обмоток замкнута на укаэанную пару тиристоров одинаковой полярности.

1069095

Изобретение относится к преобразователям частоты, в частности к умножителям трансформаторного типа, и может быть использовано в .качестве источника питания потребителей током повышенной (учетверенной) частоты.

Известен умножитель частотЫ, содержащий трансформатор, на каждом стержне которого расположены попарно объединенные и замкнутые на согласно последовательно соединенные тиристоры первичные обмотки и вторичная обмотка, Фазосдвигающий блок и фазосдвигающий автотрансформатор )1) .

Однако устройство, хотя и обеспечивает получение на выходе такой учетверенной частоты, но достаточ но сложно и имеет значительные массогабаритные показатели.

Наиболее близким к изобретению является трехфазный умножитель частоты, содержащий трансформатор, на каждом стержне которого расположе,ны вторичная, соединенная с выходйыми выводами, и четыре первичные обмотки, объединенные в две пары,. каждая иэ которых замкнута. на пару согласно включенных тиристоров, причем общие точки соединения тиристоров первой и второй пар и обмоток второй пары соединены в соответотвии с прямой последовательностью чередования фаэ с входными выводами для йодключения фаз источника питания, а общая точка соедине. ния обмоток первой пары соединена с входным выводом для подключения нулевой фазы источника питания и фазосдвигающий блок, выходы которого соединены с управляющими электродами соответствующих тиристоров f2).

Недостатком этого преобразователя частоты является ограниченность диапазона выходных частот одним значением.

Цель изобретения — расширение диапазона выходных частот.

Поставленная цель достигается тем, что в трехфазном умножителе частоты, содержащем трансформатор, на каждом стержне которого расположены вторичная, соединенная с выходными выводами, и четыре первичные обмотки, объединенные в две пары, каждая иэ которых замкнута на пару согласно включенных тиристоров, причем общие точки соединения тиристоров первой и второй пар и обмоток второй пары соединены с соответствии с прямой последовательностью чередования фаз с входными выводами для подключения фаз источника питания, а общая точка соединения обмоток первой пары соединена с входным выводом для подключения нулевой Фазы источника

55 бО

65 питания и фазосдвигающий блок, выходы которого соединены с управляющими электродами соответствующих тиристоров, на каждом из стержней трансформатора размещены дополнительно введенные обмотка подмагничивания постоянным током, полярность которой противоположна полярности первичных обмоток, и обмотка самаподмагничивания токами четвертой гармоники, замкнутая на конденсатор,.а каждая из пар первичных обмоток замкнута на укаэанную пару тиристоров одинаковой полярности

На фиг. 1 изображена принципиаль. ная схема одного элемента трехфазного умножителя частоты на фиг.2 блок-схема фазосдвигающего блока; на фиг. 3 — блок-схема трехфазного умножителя частоты; на фиг. 4 — кривые изменения напряжения на первичных обмотках трансформатора и на выходе устройства.

Элемент трехфазного умножителя частоты (фиг. 1) состоит из тиристоров 1-4, трансформатора 5 с расположенными на его стержне первичными обмотками 6-9, вторичной обмоткой 10, обмоткой 11 подмагничивания постоянным током и обмоткой

12 самоподмагничивания током четвер той гармоники, замкнутой на конденсатор 13, и фазосдвигающего блока

14, выходы которого присоединяются к управляющим электродам тиристоров.

Общая точка соединения тиристоров

1 и 2 присоединена к фазному зажиму сети А. Общая точка соединения тиристоров 3 и 4 присоединена к фаэному зажиму сети В. Катод тиристора

1 соединен .с началом обмотки 6, анод тиристора 2 соединен с концом обмотки 7, катод тиристора 3 соединен с началом обмотки 8, анод тиристора 4 соединен с концом обмотки

9. Общая точка соединения обмоток б и 7 присоединена к нулевому зажиму сети, общая точка соединения обмоток 8 и 9 присоединена к фаэному зажиму сети С.

Фазосдвигающий блок 14 (фиг. 2) включает входное устройство 15 и регулятор 1б смещения фазы импульсов, общие для всех каналов, усилители-формирователи импульсов 17-20 выходы которых присоединены к управляющим выводам тиристоров.

Трехфазный умножитель частоты (фиг. 3) состоит иэ трех идентичных элементов 21-23. Входные фазные зажимы каждого из элементов присоединяются к фаэным зажимам сети в соответствии с прямой последовательностью чередования фаэ со сдвигом по фазе между собой на 120 эл. град., а нулевой зажим всех элементов объе1069095 динен и присоединен к нулевому зажиму сети.

Умножитель частоты (фиг. 1) работает следующим образом.

В момент времени 4< (фиг.. 4}, когда напряжение Up положительно по от5 ношению к тиристору 1, на последний поступает управляющий импульс от фазосдвигающего блока 14 и тиристор 1 открывается. При этом по обмотке 6 начинает протекать ток в направлении от начала к концу. Сопротивление первичной обмотки трансформатора имеет активно-индуктивный характер, поэтому при изменении знака напряжения ток в обмотке поддержи- 15 вается за счет энергии, накопленной в индуктивности, и тиристор 1 гаснет только в момент времени t," когда ток, протекающий через него, станет меньше тока удержания (практически равным нулю). В момент времени 42 когда напряжение 08c положительно по отношению к тиристору 3, на него поступает управляквций импульс от фазосдвигающего блока 14 и тиристор 3 открывается.

Ток протекает по обмотке 8 в направлении от начала к концу, при этом происходят аналогичные процессы, и форма импульса в обмотке 8 такая же, как в обмотке б. Тиристор 3 закрывается в момент времени

В момент времени 1, когда найряжение U положительйо по отношению к тиристору 2, на него поступает управляющий импульс от фазосдвигаю- 35 щего блока 14 и тиристор 2 открывается. По обмотке 7 протекает ток в направлении от начала к концу.

Тиристор 2 закрывается в момент времени . . В момент времени 40 когда напряжение ц р положительно по отношению к тиристору 4, на него поступает импульс управления от фазосдвигающего блока 14 и тиристор

4 открывается. По обмотке 9 протека 4 ет ток в направлении от начала к концу. Тиристор 4 закрывается в моф мент времени 14 ° Далее в работу вновь вступает тиристор 1 и цикл повторяется.

Таким образом, на вход трансформатора подается напряжение учетверенной частоты, наложенное на постоянную составляющую (оиг. 4), величина которой зависит от нагрузки.

Трансформатор не преобразует постоян 55 ное напряжение, однако от действующего значения полного приложенного напряжения зависит площадь сечения сердечника и масcoraбаритные показатели трансформатора, поэтому пос- Я) тоянная составляющая компенсируется потоком от обмотки подмагничивания постоянным током. Наибольшее значение постоянная составляющая имеет при максимальной нагрузке, ток подмагничивания выбирается для этого случая. При уменьшении нагрузки уменьшается и ток в первичной цепи, поэтому уменьшается мощность и величина тока подмагничивания не влияет на работу устройства. Четвертая гармоника, наиболее явно выраженная в выходном напряжении, дополнительно усиливается самоподмагничиванием на выходной частоте посредством контура: обмотка 12 — конденсатор 13. При этом форма кривой выходного напряжения приближается к синусоидальной. Постоянное подмагничивание в полярности, противоположной намагничиванию постоянной составляющей первичного напряжения, исключает остаточную намагниченность, поэтому трехфазный умножитель частоты можно включать на холостой ход, при этом токи намагничивания невелики и не опасны тиристоров.

Регулирование величины выходного напряжения осуществляется изменением угла управления в пределах

135 (КЧпо 4 180

Tpexd.азный умножитель частоты (фиг. 3 ) состоит из трех идентичных элементов, поэтому в каждом из них происходят процессы, аналогичные описанным. Выходные обмотки могут соединяться в звезду или в треугольник, в последнем случае из кривой выходного напряжения исключаются гармоники, кратные трем, и оно имеет практически синусоид} альную форму.

Число витков в обмотках, присоединенных к нулевому зажиму в 3 раз меньше, чем в обмотках, присоединенных к фазным зажимам, поскольку фазные напряжения в ГЗ раз меньше линейных.

Трехфазный умножитель частоты имеет возможность получения выходной частоты 200 Гц, следовательно, более широкую область применения, улучшенные массогабаритные показатели на частоте 200 Гц. Трансформатор работает на частоте 4 i с „, при этом вес активных материалов составляет 54% веса активных элементов трансформатора, работающего на частоте сети и 67,5Ъ от веса активных элементов трансформатора, работающего на частоте .2 cere npu условии равенства потерь.

С 4 С 0 4 9 о,а

Составитель Л. Устинкина

Редактор Н. Бобкова Техред Т.Маточка Корректор Л. Повх

Заказ 11487/53 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государствейного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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