Трехфазный умножитель частоты

Трехфазный умножитель частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских (72) Авторы изобретеиия

В.Т. Фролов, Х.И. Иустафаев и

Ставропольский политехнический

I (7!) Заявитель (54) ТРЕХФАЗНЫЙ УИНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к преобразователям частоты, в частности умножителям трансформаторного типа. Умножители частоты 400 Гц нашли широкое применение в различных областях техники. Они используются для индукцион- 5 ного нагрева, для сварки, в выпрямительных установках, для питания люминесцентных светильников, радиоаппаратуры, устройств автоматики, быстроходных двигателей и другой специальной аппаратуры.

Известен трехфазный .умножитель частоты, содержащий трансформатор, на стержнях которого расположены первич15 ные и вторичные обмотки, а также обмотки подмагничивания и стабилизатор амплитуд 1).

Недостатком этого умножителя частоты является значительный вес активных материалов, узкий диапазон регулирования выходного напряжения °

Наиболее близок к изобретению трехфазный умножитель частоты, содер

2 жащий трансформатор, на каждом стерж не которого расположены четыре пер" вичные обмотки, обьединенные в две пары, каждая из которых замкнута на пару согласно включенных тиристоров, вторичная обмотка, блок управления тиристорами, причем общие точки соединения тиристоров первой и второй пар и обмоток второй пары подключены в соответствии с прямой последовательностью чередования фаз к входным выводам для подключения фаз источника питания, а общая точка соединения

Р обмоток первой пары соединена с входным выводом для подключения нулевой фазы источника питания 21., Недостатком этого преобразователя ялвяется невозможность получения на выходе напряжения увосьмеренной частоты..

Цель изобретения. - получение вы" ходного напряжения увосьмеренной частоты.

9649

Укаэанная цель достигается тем, что в трехфазном умножителе частоты, содержащем трансформатор, на каждом стержне которого расположены .четыре первичные обмотки, объединенные в две пары, каждая из которых замкнута на пару согласно включенных тиристоров, вторичная обмотка и блок управления тиристорами, причем общие точки соединения тиристоров первой и второй 10 пар и обмоток второй, пары подключены в соответствии с прямой последовательностью чередования фаз к входным выводам для подключения фаз источника питания, а общая точка соединения is обмоток первой пары соединена с входным выводом для подключения нулевой фазы источника питания, каждый стержень трансформатора снабжен обмоткой подмагничивания, соединенной с источ- щ ником постоянного напряжения, каждая из первичных обмоток первой пары снабжена дополнительной обмоткой, расположенной на том же стержне и соедиНенной с ней согласно последователь-но, и введены две дополнительные пары согласно включенных тиристоров, каждая из общих точек соединения которых соединена с одним иэ дополнио тельных входных выводов для подключе- ЗО ния в соответствии с прямой последовательностью чередования фаз выходных выводов фазосдвигающего трансформатора, свободные выводы силовых одноименных электродов тиристоров дополнительных пар объединены и каждая из общих точек соединения подключена к началу одной из дополнительных обмо" ток, причем катод первого тиристора второ. ° пары соединен с началом первой обмотки второй пары первичных обмоток, а анод второго тиристора второй пары соединен с концом второй обмотки второй пары первичных обмоток.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема трехфазного умножителя час" тоты в восемь раз с однофазным выходом; на фиг. 2 - принципиальная схема умножителя частоты в восемь раэ с трехфазным выходом; на фиг, 3даные кривые изменения напряжения; на фиг. 4 - принципиальная схема фаэосдвигающего автотрансформатора.

Умножитель частоты с однофазным выходом (фиг. 1) состоит из тиристоров 1-8, дросселя 9 в цепи постоянного тока, сердечника 10 броневого или стержневого типа, на котором расположены первичные обмотки 11-16, обмотка

09 4 подмагничивания 17 и вторичная обмотка 18.

Управление тиристорами осуществляется от блока 19 управления (фазосдвигающего устройства).

На первичные обмотки подаются фазное U>

yroJ> П/2, a Tame HappRmeHaR U> b

Ао сдвинутые друг относительно друга также на угол П/2, а по отношению к фаз" ному напряжению 0„осоответственно на

+П/4. Кривые изменения питающих напряжений показаны на фиг. 3а, где позиция 20 — напряжение U, 21. — И

22 - Uä „23 - U, .

Таким образом йолучается восьмифазная система напряжений, позволяющая увеличить частоту униполярного

Ь тока, протекающего по первичным обмоткам, в восемь раз °

Трехфазный умножитель частоты работает следующим образом.

В момент времени, когда положительные напряжения на соответствующих тиристорах начинают отклоняться от своей амплитуды в сторону уменьшения более, чем 0,38, включаются соответствующие тиристоры подачей управляющих импульсов от фазосдвигающего устройства, и по первичным обмоткам протекают униполярные токи увосьмеренной частоты по отношению к частоте источника питания. Гашение тиристоров происходит при переходе тока через нуль.

В этот момент возникает ЭДС самоиндукции, величина которой зависит от соотношения активного и индуктивного сопротивлений обмотки. Полярность тока подмагничивания по отношению к первичному току выбрана таким образом, чтобы увеличивать ЭДС самоиндукции.

Так в обмотках трансформатора наводятся напряжения увосьмеренной частоты.

Выходное напряжение умножителя можно регулировать от нуля до максимальной величины за счет изменения фазы управляющих импульсов 24, 25, подаваемых на тиристоры (фнГ. 3 иЩ).

Диапазон регулировки фазы управляющих импульсов составляет 0-П/8, кроме того, специальной подстройкой фазы управляющих импульсов устраняется модуляция выходного напряжения. ., Напряжения Up, ои 11А „ которым соответствуют кривые 22 и 23, берутся с фазосдвигающего трансформатора (фиг. 4), который содержит сердечник 26 трехфазного трансформатора, .5 .9649 первичную обмотку 27, вторичные обмотки 28 и 29, число витков которых в «/3 раза меньше числа витков первичной обмотки. Таким образом, при сложении равных напряжений ()дои Q S получается напряжение U+ о в КЙ раза большее слагаемых и сдвинутых по отношению к U@< и g „на+ +П/4.

В связи с этим к первичным обмоткам 11 и 12 умноиителя добавляются обмотки 13 и 14. Число витков обмоток 1 3 и 14 составляет О, 41 витков по отношению к виткам обмоток 11 и

12.

Иощность, поступающая на вход умножителя с фазосдвигающего автотрансфсрматора составляет 1/4 часть мощности, поступающей из сети.

Данный умножитель частоты не требует для гашения тиристоров специаль- 20 ного коммутирующего устройства, коммутация естественная при переходе тока через нуль.

Действительная кривая выходного напряжения при холостом ходе и при нагрузке мало отличается от идеализированной, а при работе на двигательную нагрузку имеет практически синусоидальную Форму.

Умножитель с трехфазным выходом 36 фиг. 2 ) включает в себя три умноиителя с однофазным выходом, при этом выходные обмотки могут быть соедине-. ны в звезду либо в треугольник, в связи с чем из линейных напряжений исключаются третьи и кратные трем гармоники. Как и у всех умножителей трансформаторного типа необходимо применять емкостную компенсацию.

Формула изобретения

Трехфазный умножитель частоты, со держащий трансформатор, на каждом стержне которого расположены четыре первичные обмотки, обьединенные в две пары, каждая из которых замкнута на

09 б пару согласно включенных тиристоров, вторичная обмотка и блок управления тиристорами, причем общие точки со единения тиристоров первой и второй пар и обмоток второй пары подключены в соответствии с прямой последовательностью чередования фаз к входным выводам для подключения фаз источника питания, а общая точка соединения .обмоток первой пары соединена с вход. ным выводом для подключения нулевой фазы источника питания, о т л и ч .alo шийся тем, что, с целью получ ния выходного напряжения увосьмеренной частоты, каждый стержень трансформатора снабжен обмоткой подмагничива1 ния, .соединенной с источником постоянного напряжения, каждая из первичных обмоток первой пары снабжена дополнительной обмоткой, расположенной на том же стержне и соединенной с ней согласно последовательно, и введены две дополнительные пары согласно включенных тиристоров, каждая из общих точек соединения которых со единена с одним из дополнительных входных выводов для подключения в соответствии с прямой последовательностью чередования фаз выходных выводов фазосдвигающего трансформатора свободные выводы силовых одноименных электродов тиристоров дополнительных пар обьединены и каждая.из общих точек соединения подключена к началу одной из дополнительных обмоток, причем .катод первого тиристора второй,пары соединен с началом первой обмотки второй пары первичных обмоток, а анод второго тиристора второй пары соединен с концом второй обмотки второй пары первичных обмоток.

Источники информации, Принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

1 230273, кл. H 02 M 5/16, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

М 549868, кл. Н 02 M 5/16, 1975.

964909

l/ca

Ьл" . Составитель Л. Устинкина

Редактор Н..Швыдкая Техред 3. Палий . Корректор И. Яемчик

Заказ 7684/42 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий

113035 Москва Н-3 Раушская наб; д. 4/5 .

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