Преобразователь частоты

Преобразователь частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Автор. изобретения

8. Н. Фоки н (7I) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ га

1.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в качестве источника питания различных электротехнических устр1ойств током повышенной частоты.

Известен преобразователь частоты, на четырех ферромагнитных сердечниках которого расположены первичные, вторичные, а также обмотки .подмагничивания и самоподиагничивания, последние из которых замкнуты на конденсаторы $1 ).

Данное устройство содержит большое количество (четыре) ферромагнитных сердечников, большое число обмоток подмагничивания и самопод магничивания, а также необходим источни к пост оя нного тока для питания обмоток подмагничивания. Кроме . того, для питания устройства необходимо иметь два самостоятельных источника переменного тока, напря2 жения которых должны быть сдвинуты на -90 эл.град.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь частоты, содержащий преобразующий тр;нсформатор, на стержнях которого расположены первичная и вторичная, соединенHBR с выходными вывода м обмотки, а также обмот ка самоподмагничи вания, соединенная с блоком управления, и . двухполупериодный выпрямитель, вход которого соединен с выводами для подключения источника питающего напряжения, а его выход соединен с пер" вичной обмоткой преобразующего трансформатора (2 1.

Однако известный преобразователь имеет узкий предел преобразования частоты и недостаточно хорошую форму выходного напряжения.

Цель изобретения- расширение пре. делов преобразования частоты и улучшение фории выходного напряжения.

Ток во второй первичной обмотке и магнитный поток в сердечнике магнитопровода, создаваемыЙ током второй

40 первичной обмотки, сдвинутый относительно первой на 90О, будет представлен рядом Фурье следующего вида:

Э 993"

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе частоты, содержащем преобразующий трансформатор,:на стержнях которого расположены первичная и вторичная, соединенная с выходными выводами, обмотки а также обмотка самоподмагничивания, соединенная с блоком управления, и двухполупериодный выпрямитель, вход которого соединен с выводами для подключения источника питающего напряжения, à его выход соединен с первичной обмоткой . преобразующего трансформатора а, преобр азу ющи и тр ан сформатор снабжен дополнительной первичной обмоткой, идентичной основной, и введен дополнительный двухполупериодный выпрямитель, вход которого соединен через фазосдвигающий элемент с выводами для подключения источника питающего напряжения, а выход с дополнит ел ьной прр ви чной обмот кой .

Кроме того, введены дополнительные выходные выводы, к которым через введенный разделительный конденсатор под- кпючена обмотка самоподмагничиванмя.

К дополнительным выходным выводам через .разделительный конденсатор под». ключена часть обмотки самоподмагничи вания.

На чертеже представлена схема преобразователя частоты °

Преобразователь состоит из преобразующего трансформатора 1 с неразветвленным магнитопроводом, несущим на себе две первичные идентичные обмотки

2 и 3 с выводами из средних точек, вторичную 4 и обмотку 5 самоподмагничивания, последняя из которых нагружена на блок управления, включающего конденсатор Ь, параллельно которому включена цепь, состоящая из дросселя (фильтра) 7, диода о и переменного резистора 9.. Вывод для

;подключения источника 10 напряжения подключен к средней точке обмотки 2 непосредственно и к средней точке обмотки 3 через фазосдвигающий конденсатор 11. Вывод для подключения источника 12 напряжения подключен к начальным выводам первичных обмоток 2 и 3 через вентили 13 и 14 с прямой их проводимостью, направленной от вывода 12 к н ачал ьным выводам перви чных обмот о к. Тот же вы вод 12 соединен с концевыми выводами первичных обмоток через вентили 15 и 16 с их прямой проводимост ью, направленной от концевых выводов первичных обмоток к вывоОЬ 4 ду 12. Во втором вари анте устрой ст ва вторичная - выходная обмотка 4 отсутствует, а нагрузка подключается к обмотке самоподмагничивания через раз. делительный конденсатор 17, Преобразователь частоты работает следующим образом.

Однофазное напряжение исходной частоты, снимаемое с выводов 10 и 12 с помощью фазосдвигающего конденсатора 11, преобразуется в двухфазное напряжение, сдвинутое одно относительно другого на 90 эл. град, Каждое порознь напряжение выпрямляется двухполупериодными выпря етелями и подаются на первичные обмотки преобразующего трансформатора е ,со сдвигомна 90 . В результате сложения магнитных потоков в магнитопровоi де образуется результирующее - суммарное магнитное поле, равное сумме магнитных полей, получаемых от токов в каждой первичной обмотке 2 и 3. преобразующего трансформатора 1. Выпрямленное двухполупериодное натяжение или ток в первичных обмотках, а также магнитный поток в магнитопроводе можно представить рядом Фурье, ограничи ваи с ь по Ь -ой гармонике в ключи тел ьно.

Тогда ток в первой первичной обмотке 2 и магнитный поток записан рядом

Фур ье:

3 — — - — 0052шФ- — сОВ 4- tФЯе 1

У 2 3

g- 5

- + — cosw 4- — cos4upt+ — 44е 1 2 Я 2 Э

Э 5 . Г. Ч вЂ” c056NC- -1

Суммарный магнитный поток в сердечнике магнитопровода будет равен сумме:

33 +3 = cos 4M<

1 2 р ЩУ

Из полученного уравнения видно, что магнитный поток в сердечнике преобразующего трансформатора содержит

993406

5 постоянную составляющую магнитного потока и перененную составляющую магнитного потока синусоидальной форин учетверенной частоты.

Для компенсации (устранения) постоянной составляющей магнитного потока служит компенсационная обмотка самоподмагничивания, создающая магнитный поток, равный и встречно направденный постоянному магнитному гютоку, обусловленному несинусоидальными токами в первичных обмотках преобразующего трансформатора. Ток самоподмагничивания в обмотке 5 регулируется переменным резистором 9, диод 8 служит для получения гюстоянного по напр авлению тока самоподмагничи вания, дроссель 7 - для. сглаживания тока, конденсатор 6 - для подавления высших гармоник, а конденсатор 17 - для развязки цепи нагрузки в случае грименения второго схемного варианта.

Принципиально, предлагаемое устройство остается пригодным и для получения удвоенной частоты, для чего необходимо отключить от сети одную любую из первичных обмоток преобразующего трансформатора.

Преобразователь частоты имеет ряд существенных достоинств и преимуществ по сравнению с известными : содержит всего лишь один преобразовательный электромагнитный элемент, сравнительно малое количество диодов и вспомогательных элементов, позволяет преобразовывать первичную частоту в два и четыре раза, допускает каскадное применение для умножения частоты в еще большее число раз, потому преобразователь частоты найдет широкое применение s различных электротехнических установках, в том числе и для питания газоразрядных ламп током повышенной частоты. d формула изобретения

1 Преобразователь частоты, содержащий трансформатор, на стержнях . которого расположены первичйая и вто» ричная, соединенная с выходными выводаьм, обмотки, а также обмотка самоподмагничивания, соединенная с блоком управления, и двухполупериодный выпрямитель, вход которого соединен с выводами для подключения источника питающего напряжения, а его выход соединен .с первичной обмоткой преобразующего трансформатора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с

15 целью расширения пределов преобра» зования частоты и улучшения формы выходного напряжения, преобразующий трансформатор снабжен дополнительной первичной обмоткой, идентичной ос20 новной, и введен дополнительный двухполупериодный выпрямитель, вход которого соединен через фазосдвигающий элемент с выводами для подкпючения источника питающего напряжения, авыход - с дополнительной первичной обмот. кой .

2. Преобр:азователь частоты по и. 1, отлич ающи йся тем, что, с целью. упрощения и улучшения

ЗР формы выходного напряжения, введены догюлнительные выходные выводы, к которым через введенный разделительный конденсатор подкпючена обмотка самогюдмагничивания.

3. Преобразователь частоты по и. 2, о т л и ч.а ю шийся тем, что к дополнительным выходным выводам через разделительный конденсатор подключена часть обмотки само,ю подмагничивания .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

If 570964, кп. Н Ог И 5/16, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР .

И 790086, кл. Н 02 M 5/16, 1978.

993406 и fn

Составитель Л. Устинкина

Техред O.Håöå Корректор Г Решетник

Редактор В,.Пйлипенко

Подписное

Заказ 499/73 Тираж Ь85

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

I

1

1 !

1