Трехфазный умножитель частоты

Трехфазный умножитель частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАЫИЕ

ИЗЬЬРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнл

Соцналнстнческнл

Реслублнк

<»851690 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.10.79 (21) 2823665/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

Н 02 М 5/16

Гес7яарстееллыл ииомитет

СССР до делам изебретений и аткрмтий

Опубликовано 30.07.81. Бюллетень ММ8

Дата опубликования описания 05.08.81 (53) УДК 621.314..236 (088.8) С. В. Шапиро, Л. Э. Рогинская, Н. С. Камало и Н. Г. Уразбахтина

1 I

1в 3

4 ф

Уфимский авиационный институт им. Орджо икидзе" (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ТРЕХФАЗНЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к статическим ферромагнитным устройствам, служащим для преобразования трехфазного тока одной частоты-в трехфазный ток другой частоты, и может быть ис-. пользовано в качестве источника питания током повышенной частоты. S

Известны трехфазные ферромагнитные умножители частоты в нечетное число раз, выполненные на магнитопроводе типа статора электрической машины, в пазы которого уложены трехфазные первичная и вторичная обмотки. Принцип действия известного умножителя частоты основан на получении вращающегося магнитного поля и генерации ЭДС высших гармоникЩ.

Недостаток известного устройства— сложная технология изготовления и увеличение расхода активных материалов в процессе изготовления.

Наиболее близок к предлагаемому по техцической сущности и достигаемому результату трехфазный утроитель частоты, выполненный на едином пятистержневом магии-20 топроводе с распределенными трехфазными синусными первичными и вторичными обмотками (2).

Однако, поскольку все стержни магнитопровода находятся в одной плоскости, за счет различной длины магнитных силовых линий потоков, создаваемых обмотками, расположенными на различных стержнях, имеет место некоторая несимметрия выходных напряжений. Высокогабаритные показатели утроителя также неудовлетворительны, поскольку сечение стержней и ярем одинаково.

Конструкция трехфазного утроителя частоты может быть использована для создания удевятерителя, если количество стержней увеличить до одиннадцати, но это приводит к еще большему увеличению веса, габаритов и резкой несимметрии выходных напряжений.

Цель изобретения — уменьшение веса и. габаритов устройства с-симметричным выходным напряжением.

Поставленная цель достигается тем, что в трехфазном умножителе частоты, содержащем единый замкнутый магнитопровод с распределенными на нем трехфазйыми первичными и вторичными обмотками, соединенными в звезду, магнитопровод выполнен в виде полого цилиндра, основаниями которого служат два витых кольцеобразных ярма, а

851690 по образующим цилиндра на одинаковом расстоянии друг от друга, установлены одиннадцать шихтованных стержней, причем сечение ярем в 1,5 раза меньше сечения стержней.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема обмоток умножителя; на фиг. 2 — трехфазный умножитель частоты, внешни"; на фиг. 3 — очередность расположения стержней между ярмами; на фиг. 4 — векторная диаграмма намагничивающих сил основной частоты, создаваемых первичной обмоткой.

Ферромагнитный умножитель содержит магнитопровод в виде замкнутого полого цилиндра, по образующим которого установлено на одинаковом расстоянии друг от друга одиннадцать шихтованных стержней 1—

11, в основаниях лежат два кольцеобразных витых ярма 12 и 13, расположенных соосно одно над другим.

Первичная обмотка через зажимы 14—

16 подключена к сети, а вторичная через зажимы 17 — 19 — к нагрузке.

На стержнях расположены катушки. с витками первичных 20 — 40 и вторичных 41—

61 обмоток умножителя (фиг. 1). Каждая фаза образована соединением витков катушек (фиг. 3).

Устройство работает следующим образом.

Первичная обмотка умножителя через зажимы 14 — 16 подключена к источнику синусоидального трехфазного тока с частотой

50Гц Намагничивающие силы в стержнях

62 — 92, а следовательно, и магнитные потоки основной частоты (фиг. 4) образуют одиннадцатифазную симметричную систему. Величина намагничивающей силы выбрана таким образом, чтобы магнитная индукция стержней была 1,8 — 2т. В результате насыщения магнитные потоки стержней несинусоидальны и содержат все нечетные гармоники отсутствующие в токе. Сдвиг между гармоническими составляющими потока в соседних стержнях (фиг. 4) равен 2п q/11 (где q— порядковый номер гармонической составляющей). Девятые гармоники потоков сдвинуты между собой на угол 2п q/11 и образуют симметричную систему напряжений..

Кроме девятой основной гармоники на выходе 17 — 19 устройства (фиг. 4) имеют место гармоники 2 11+q = 22+9 = 13;31, а низшие гармонические отсутствуют.

Напряжение основной частоты на выходе равно нулю, что видно из векторной диаграм-. мы (фиг. 4). Поток в стержнях (фиг. 3) представляет собой сумму потоков в ярмах и составляет для первой гармоники Ф вЂ” — 2 °

sin65 Ф„= 1,82Фя, поскольку угол сдвига между потоками соседних стержней (фиг. 2) составляет 2п 4/11 = 131, по девятой гармонике Ф, = 2 sin48 Фя = 1,5Ф», так как угол сдвига 9 —,— 4 = 98 30. Это позволяет аз. уменьшить сечеййе ярма в 1,5 раза по сравнению с сечением стержня. Уменьшение мас сы стали ярем приводит к уменьшению потерь и тока холостого хода.

Поскольку в современных умножителях частоты стержни и ярма обычно одинакового сечения, а вес ярем составляет до 40% общего веса стали, то уменьшение. сечения ярем в удевятерителе приводит к уменьшению веса всего устройства на 10 — 15% при симметрии выходных напряжений.

Формула изобретения

Трехфазный умножитель частоты, выполненный на едином замкнутом магнитопроводе, содержащий распределенные первичную и вторичную трехфазные обмотки, соединенные в звезду, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, веса и получения симметрии выходной системы напряжений, магнитопровод выполнен в виде полого цилиндра, основаниями которого служат два витых кольцеобразных ярма, а по образующим на одинаковом расстоянии друг от друга расположены одиннадцать шихтованных стержней, причем сечение ярем в 1,5 раза меньше сечения стержней.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 615575, кл. Н 02 М 5/16, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР № 481971, кл. Н 02 М 5/16, 1975.

851690

Составитель В. Лиски

Редактор Л. Пчелинская Техред А. Бойкас Корректор Л. Иван

Заказ 6383 83 Тираж 730 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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