Статический удвоитель частоты

Статический удвоитель частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсник

Социалистических

Республик

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 892620 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 11. 04. 80 (21) 2908658/24-07 с присоединением заявки Лв (23) Приоритет (53)Н. Кл.

Н 02 И 5/16

Веударствеяный кеиитвт

СССР ав двязи »забьете»»11 в вткрытя11

Опубликовано 23.12.81, Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 25.12.81 (53) УДК 621.

° 314.26 (088.8) (72) Автор изобретения

С.Л. Воронков (54) СТАТИЧЕСКИЙ УДВОИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к преобразованию переменного тока одной частоты в переменный ток другой частоты с применением полупроводниковых приборов и может быть использовано в устройствах автоматики и телемеханиS ки, в частности для питания электродвигателей.

Известен удвоитель частоты, содержащий подключаемые к источникам пере15 менного тока, напряжения которых сдвинуты по фазе на 90 эл.градусов относительно друг друга, два выпрямительных моста, минусы которых соединены непосредственно, а плюсы через цепочку иэ двух последовательно соединенных резисторов, общая точка которых соединена с общей точкой минусов мостов через стабилитрон, причем нагрузка подключается к плюсам выпрямиелей 1 1.

Недостатком этого удвоителя является низкий КПД, обусловленный потерями в резисторах и стабилитроне, причем эти потери практически не зависят от нагрузки и определяются расчетной мощностью удвоителя.

Наиболее близким к предлагаемому является статический удвоитель частоты, содержащий два вентильных выпрямительных моста, вход каждого из которых соединен с соответствующими выводами для подключения двух источников переменного тока, напряжения которых сдвинуты по фазе на 90 эл. градусов относительно друг друга, их отрицательные выводы объединены, а положительные — образуют выводы для подключения нагрузки (2).

Недостатком этого устройства является низкий КПД, обусловленный потерями энергии в цепях по которым проходит постоянная составлчющая выпрямленного тока, потерями энергии в реакторах (или резисторах), подключенных между плюсом и минусом выпрямительного моста. з 89

Цель изобретения — повышение КПД удвоителя.

Поставленная цепь достигается тем, что в статический удвоитель частоты, содержащий два вентильных выпрямительных моста, вход каждого из которых соединен с соответствующими выводами для подключения двух источников переменного тока, напряжения которых сдвинуты по фазе на 90 эл.градусов относительно друг друга, их отрицательные выводы объединены, а положительные — образуют выводы для подключения нагрузки, введены два трансформатора, выполненных каждый с одной первичной и несколькими вторичными обмотками, а параллельно каждому из вентилей выпрямительных мостов подключена цепочка, состоящая из последовательно соединенных диода и транзистора, база — эмиттерным переходом годключенным к одной из вторичных обмоток одного из трансформаторов, первичная обмотка которого включена в диагональ переменного тока соответствующего вентильного выпрямительного моста.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема удвоитепя частоты; на фиг. 2 — графики изменения напряжений на отдельных элементах схемы.

Устройство содержит два выпрямительных моста, выполненные на вентилях 1-8. Мосты запитываются от источников 9 и 10, напряжения которых сдвинуты по фазе на 90 эл. градусов.

Отрицательные выводы (минусы) мостов соединены непосредственно, а положительные выводы (плюсы) подключаются к нагрузке 11. Восемь цепочек, образованные диодами 12-19 и транзисторам 1 20-27, подключаются параллельно каждому из вентилей 1-8. Управление транзисторами 20-23 осуществляется с помощью вторичных обмоток 28-31 трансформатора 32, первичная обмотка которого запитывается от источника 9.

Управление транзисторами 24-27 осуществляется от вторичных обмоток 3336 трансформатора 37, первичная обмотка которого запитывается от источника 10.

Статический удвоитель частоты работает следующим образом (фиг. 2).

Синусоидами U и 01п изображаются напряжения источников 9 и 10 питания

) а синусоидами 0 8 — 0 „и 03 — 0Зb напряжения на вторичных обмотках

2620 4

55

1О

15 и

25 зо

45 трансформаторов 32 и 37, соответственно, Допустим в первом приближении, что каждый из транзисторов 20-27 работает в режиме ключа, причем состояние транзисторов определяется полярностью напряжения 0 — U ° и U +—

5 4

0 ь. Например, в интервале времени от 0 до 3r, когда напряжения U g, U имеет отрицательную полярность

Ьо относительно эмиттера, открыты транзисторы 21. и 22. При открытом состоянии транзисторов 21 и 22 источник 9 подключается к источнику 10 и нагрузке 11 через элементы схемы 2, 13, 21 и 3, 14, 22. При этом элементы схемы допускают изменение направления движения тока. Так, например, ток проходит в одном направлении через вентили 2, 3 и в обратном через диод 13, транзистор 21 и диод 14, транзистор 22.

Напряжение на нагрузке Uq в любой момент времени является суммой мгновенных напряжении источников 9 и 10 с учетом фазировки (полярности) включения источников, которая определяется состоянием транзисторов

20-27. Например,в интервале времени от 0 до Л /2 источники 9 и 10 соединяются между собой последовательно встречно через элементы 3, 14, 22 и 7, 18, 26 и подключаются к нагрузке 11 через элементы 2, 13, 21 и 6, I7, 25. В интервале времени от Х/2 до Т источники 9 и 10 соединяются между собой последовательно согласнр.

Последнее достигается тем, что в этот момент времени транзисторы 26 и 25 закрыты, а транзисторы 24 и 27 открыты.

Результирующая кривая выходной напряжения U построенная с учетом описанного выше порядка коммутации транзисторов, приведена на фиг. 2.

Использование предлагаемого удвоителя в сравнении с известными устройствами дает расчетное увеличение КПД, удвоителя на 2Д . Эта величина составляет долю потерь постоянной составляющей в кривой выходного тока мостовой схемы выпрямления, Фактическое увеличение КПД удвоителя несколько ниже, так как имеют место потери в диодах 12-19, транзисторах 20-27 и цепях управления транзисторами.

Формула изобретения

Статический удвоитель частоты, содержащий два вентильных выпрямитель5 892620 6 ных моста, вход каждого иэ которых стоящая из последовательно соединенсоединен с соответствующими выводами ных диода и транзистора, база-эмитдля подключения двух источников пере- терным переходом подключенным к одной менного тока, напряжения которых из вторичных обмоток одного иэ транссдвинуты по фазе на 90 эл. градусов > форматopoe,ïåðåè÷íàÿ обмотка которого относительно друг друга, их отрица- включена в диагональ переменного тока тельные вМводы объединены, а положи- соответствующего вентильного выпрямительные — образуют выводы для подклю- тельного моста. чения нагрузки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД, tO Источники информации, введены два трансформатора, выполнен- принятые во внимание при экспертизе ные каждый с одной первичной и не- 1. Авторское свидетельство СССР сколькими вторичными обмотками, а па- У 500569, кл. Н 02 M 5/16, 1974. раллельно каждому из вентилей выпрями- 2. Авторское свидетельство СССР тельных мостов подключена цепочка, со- tg 1У 145929, кл. H 02 М 5/16, 1961.

892620

44>-4/м иг.

Составитель Л. Устинкина

Редактор H. Kn :чицкая Техред Л, Пекарь

Корректор Г. Назарова

Заказ 11276/81

Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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