Умножитель частоты

Умножитель частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области, электротехники и может быть использовано для,питания электрооборудования переменным током повышенной частоты. Цель изобретения - повышение надежности и.качества работы. Устройство содержит группу трансформаторов с двумя магнитопроводами 1, 2 каждый. Магнитопровод 2 ненасыщенный. Первичные обмотки 3 трансформаторов подклю (Л 00 00 liS :о / фиг. г

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (19) (11) 1 (59 4 Н 02 М 5 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4059958/24-07 (22) 22 ° 04.86 (46) 30.08.87. Бюл. ¹ 32 (71) Ставропольский сельскохозяйственный .институт (72) В .В.Коваленко (53) 621.314.263(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1069095, кл.Н 02 M 5/16, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹- 764062, кл. Н 02 M 5/16, 1980. (54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к области. электротехники и может быть использовано для питания электрооборудования переменным током повышенной частоты.

Цель изобретения — повышение надежности и качества работы. Устройство содержит группу трансформаторов с двумя магнитопроводами 1, 2 каждый.

Магнитопровод 2 ненасыщенный. Первичные обмотки 3 трансформаторов подклю1334313 с, 10 чены к питающей сети. В каждом трансформаторе основная 4 и дополнительные

5 вторичные обмотки включены встречно последовательно и соединены с одной

1 из соответствующих пар диодов 7-14 по мостовой схеме. Пары диодов объединены в две разнополярные группы, соединенные каждая согласно с одним из тиристоров 15, 16, Свободные выводы силовых электродов тирис горов 15, 16 и средние выводы вторичных обмоток

4 образуют выходные выводы для подИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания различного электрооборудованаия переменным током повышенной частоты.

Цель изобретения — повышение надежности и качества работы путем улучшения формы выходного напряжения и коммутационного режима тиристоров.

На фиг.1 представлена электричес кая схема умножителя частоты (на примере учетверителя частоты); на фиг.24 — графики формы магнитного потока

Ф в магнитопроводах и напряжения U вторичных обмоток.

Умножитель частоты содержит группу трансформаторов, каждый иэ которых имеет два магнитопровода 1 и 2, охваченных первичными обмотками 3. Вторичные основные обмотки 4 с выводом от середины их витков (выводы средних точек) расположены на магнитопроводе

1, а вторичные дополнительные обмотки

5 расположены на магнитоп1зоводе 2.

Выводы средних точек обмоток 4 объединены, образуя один из выходных вы— водов 6. Дополнительные вторичные обмотки 5 соединены в каждом трансформаторе последовательно-встречно с ос— новной вторичной обмоткой 4. Первичные обмотки трансформаторов в данном случае соединены между собой по схеме, обеспечивающей сдвиг по фазе магнитодвижущих сил последовательно кажо дого трансформатора на угол 45 . Пары диодов .7-14 соединены с вторичными обмотками соответствующих трансформаторов по мостовой схеме и образуют ключения нагрузки. Введение пар вторичных обмоток 5 и ненасыщенного маг— нитопровода 2 позволяет улучшить форму выходного напряжения эа счет снижения содержания в нем высших гармоник, исключить ложное открытое состояние тиристоров путем обес— печения естественнной коммутации тиристоров и исключить протекание аварийных токов короткого замыкания. Этим достигается поставленная цель. 4 ил. две равные группы противоположной полярности. Каждая группа диодов соединена последовательно-согласно с одним из тиристоров 15 и 16. Свободные силовые выводы тиристоров 15 и 16 объединены, образуя выходной вывод

17. Управление тиристорами 15 и 16 осуществляется блоками 18 и 19 управления, режим которым задается от силовой части умножителя частоты.

Умножитель частоты работает сле— дующим образом.

Ток, протекающий по первичным об моткам, создает магнитодвижущие силы в трансформаторах, сдвинутые по фазе о на угол 45 последовательно. В магнитопроводах 1 и 2 проходят магнитные потоки р, и 4 (фиг.2). Магнитопровод

2р 1 находится в насыщенном состоянии, поэтому положительная и отрицательная полуволны магнитного потока имеют форму, близкую к трапеции Р, . Во вторичных обмотках 4 выделяются раз25 нополярные импульсы напряжения U (фиг.3) сдвинутые друг относительно о друга на 180 . Иагнитопровод 2ненасыщен, поэтому его поток косинусоидален (Ч ), следовательно, во вторичной обЗО мотке 5 напряжение имеет синусоидальную форму Uz. Так как вторичные обмотки

4 и 5 соедйнены встречно, то на выходе получается разностное результирующее напряжение U < (фиг.4), подающееся на диоды .и тиристоры. Это напряжение

U имеет требуемую форму в рабочей части интервала времени t, -t и противоположную по знаку в нерабочих интервалах 0- <и е. -Т/2. Такое напря!

334313 жение на входе диодов и тиристоров обеспечивает лучшую форму выходного напряжения умножителя частоты и улуч— шает процесс естественной коммутации тиристоров. Каждый трансформатор за

5 период питающей частоты выделяет пару импульсов напряжения, которые сдвинуты во времени на требуемую величину.

В такт выделения импульса напряжения блок управления открывает соответствующий тиристор и подключает нагрузку к вторичной полуобмотке, при этом другой тиристор закрыт. После прохождения импульса работавший тиристор закрывается и следующим импульсом открывается другой тиристор и т.д.

Устройство может быть выполнено и на другую выходную частоту. Для получения любой частоты должны соблюдать- 20 ся следующие условия:

-число трансформаторов в фазе равно кратности увеличения частоты К = — f /f,, где f и f, — соответственно выходная и входная частоты, 25

-число диодов равно удвоенной кратности умножения частоты, -число тиристоров неизменно: два на фазу, -сдвиг по фазе магнитодвижущих сил ЗО первичных обмоток определяется отношением 360 /К.

В предлагаемом устройстве за счет применения дополнительного ненасьпцен35 ного магнитопровода 2 с парой обмоток во вторичную цепь вводится дополниI тельное напряжение U . Поскольку. вторичные обмотки включены встречно, то напряжение U действует в противо азе с основным напряжением U,. В результате их совместного действия образуется на выходе обмоток напряжение П, специальной формы: фронт и хвост этого напряжения имеют противоположные

45 по знаку значения -u отношению к ос- новной импульсной части. Отрицательное значение фронта препятствует ложному отпиранию тиристора, а отрицательное значение хвоста обеспечи50 вает закрывание тиристора путем естественной коммутации. Таким образом исключается выделение части фронта и хвоста в выходном напряжении умножителя частоты, что улучшает форму напряжения. Кроме того,. исключается

55 ложное открытое состояние тиристоров, что улучшает коммутационный режим, в итоге повышается надежность и качество работы.

Формула и з о б р е т е н и я

Умножитель частоты, содержащий группу трансформаторов, на магнитопроводах которых расположены первичные и вторичные обмотки, два тиристора, каждый из которых снабжен блоком управления, и по числу трансформаторов — пары диодов, объединенные в две группы противоположной полярности, причем первичные обмотки трансформаторов соединены между собой по схеме, обеспечивающей в зависимости от кратности умножения К последовательный относительно друг друга сдвиг по фазе магнитодвижущих сил трансформаторов на угол, равный 360 /К, и подо ключены к входным выводам для подключения питающей сети, вторичная обмотка каждого трансформатора выполнена с отводом от середины ее витков и все отводы объединены в общую точку, образующую один из выходных выводов для подключения нагрузки, катоды диодов одной группы объединены в общую . точку, соединенную с анодом одного из указанных тиристоров, аноды диодов другой группы объединены в общую точку, соединенную с катодом другого тиристора,. а свободные выводы силовых электродов этих. тиристоров соединены между собой, образуя другой выходной вывод, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и качества работы за счет улучшения формы выходного напряжения и коммутационного режима тиристоров, каждый из трансформаторов снабжен дополнительным ненасьпценным магнитопроводом с расположенной на Нем дополнительной парой вторичных обмоток, включенных последовательно-встречно с основной вторичной обмоткой данного трансформатора, причем один вывод каждой из дополнительных обмоток данной пары соединен с одним из соответствующих свободных выводов основной вторичной обмотки, а ее другой вывод — со свободным выводом силового электрода диода соответствующей пары.

1334313

Составитель Л.устинкина

Техред М.Ходанич

Корректор А.Зимокосов

Редактор Л.Пчолинская

Тираж 659

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3976/54

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4