Патентно-тех:библис hka

ОПИСАН ИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Ул 21d- 14/01

Заявлено 27ЛХ.1968 (№ 1271502/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21Х111.1970. Бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 27.XI.1970

ИПК Н 02m 5/28

Н 02m 1,/08

Ут1К 621 314.27(088.8) Комитет по аелам изооретений и открытий при Совете Министров

СССР! ВСЕС01.". .";. :,.:т

ПАТЕНТНО-Тг>",,::."::; !.т(Л!

БИБЛОС.: ::-(А

Авторы изобретения

М. И. Абрамович и А. А. Сакович

Заявитель

СПОСОЬ УМНОЖЕНИЯ ЧАСТОТЫ МНОГОФАЗНОГО

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Известен способ умножения частоты многофазного переменного напряжения путем циклического подключения фаз питающего напряжения к нагрузке и с использованием естественной коммутации. Недостатком такого способа являются низкие энергетические показатели умножителя за счет плохого использования напряжения питающей сети, Предлагаемый способ отличается от известного тем, что в каждый момент времени подключают нагрузку к таким двум питающим фазам многофазной системы, напряжение между которыми в момент подключения увеличивается, и переключают нагрузку на две другие фазы, напряжение между которымп в момент подключения убывает, причем переключение нагрузки с одной пары питающих фаз на другую производится до момента, когда значения увеличивающегося и убывающего напряжений станут равными.

Нагрузка подключается ко всем парам фаз многофазной системы, имеющим нулевые значения напряжений в начале, а затем в конце полупериода выходного напряжения умножителя.

Такой способ умножения частоты позволяет максимально использовать питающее напряжение, повысить коэффициент мощности умножителя и тем самым улучшить его энергетические показатели.

На фиг. 1 и 2 представлены кривые напряжений, поясняющие сущность описываемого способа; на фиг. 3 — пример принципиальной электрической схемы (а) п поясняющие ее

5 графики (б и в).

Имеется m-фазная система переменных напряжений Ui I,™ Ут z, Ui з ... частотой (фиг. 1) . При помощи коммутирующего устройства (состоящего, например. пз тири10 сторов) любой зажим выхода преобразователя, где формируется напряяение частотой j>, мояет быть электрически соединен с любым из напряжений первичной m-фазной системы.

При этом вентили коммутатора могут быть

15 переведены во включенное состояние прп наличии положительного напряжения на аноде посредством сигнала, подаваемого на электрод управления, а в выключенное — после перехода анодного тока через нуль. В момент

20 времени t отпираются вентили, соединяющие один конец нагрузки с фазовым напряжением

Ul 2, а другой — с фазовым напряжением с/т с, разность которых увеличивается. На нагрузке появляется положительная полувол25 на времени напряжения У, и в цепи нагрузки начинает протекать ток 1 . В момент 4 отпираются вентили, соединяющие нагрузку с фазовыми напряжениями U> и Ul з, разность которых убывает, При этом ток нагруззо кн переходит па фазы, имеющие болшпу10

278847

65 разность потенцпалов; ток через вентили, связанные с напряжениями Ul 2 и Ul 6 прекращается, и вентили запираются отрицательным смещением па аноде.

Соотношение между током нагрузки, реактивностями в цегш питающих напряжений и опережением момента времени t2 по отношению к моменту времени 13 должно быть таким, чтобы ранее работавшие вентили полностью восстановили запирающие свойства к моменту времени t3.

Напряжение между фазамп Ul l u Ul 3 убывает и к моменту /4 спадает до нуля, а затем меняет знак. Вследствие этого ток 12, так как нагрузка имеет активно-индуктивный характер, начиная с момента времени t4, резко убывает, и в момент времени t3 прекращается.

В момент времени 4 могут быть опять открыты вентили, соединяющие фазовые напряжения Ul 1 и Ul 3 ° с нагрузкой, но обеспечивающие протекание тока обратного направления. Начиная с этого момента, формируется обратный полупериод выходного напряжения U2, и протекает ток I2. В момент временп t7 открываются вентили, соединяющие нагрузку с фазовыми напряжениями

Ul 2 и Ul 4, что ведет к запиранию ранее открытых вентилей и к переключению нагрузки на убывающее напряжение между фазами

Ul — 2 и Ul 4 . В момент времени t9 выходное напряжение U2 достигает нулевого значения и затем изменяет знак, а в момент tlo ток I2 прекращается. Этим завершается формирование полного периода выходного напряжения с более высокой частотой f2 — — f1 —, Следующие

2 периоды формируются от фазовых напряжеНИИ (11 — 4 С 1 — 2> Ul — 3 — Ul — 5 °

При помощи описываемого способа могут быть использованы все области (m — 1), находящиеся между кривыми напряжения многофазной системы. Получающиеся вторичные напряжения могут суммироваться через изолирующие трансформаторы. На фиг. 2, а показаны две группы областей I, II u III — V, отвечающие получению двух однофазных напря>кений, сдвинутых на 90 эл. град., на фиг. 2, б — соответствующие им кривые напряжений U2 1 и U2 2 . Первичные обмотки трансформаторов, схемные обмотки которых питаются от напряжений соответствующих групп областей, целесообразно соединять последовательно. Тогда при одинаковом коэффициенте трансформации токи схемных обмоток будут равны. Это обеспечивает протекание полного тока ыеи(ду фазами, пме10щпми наибольшую разность потенциалов, как, например, показано на фиг. 1.

Схема (фиг. 3, а) обеспечивает получение частоты f =1,5fi. Она питается от шин 1 — 3 сети трехфазного переменного тока и состоит из вентилей 4 — 15, обеспечивающих двустороннюю проводимость, и трансформаторов

16 и 17. Выводы 18 — 21 первичных обмо5

45 ток трансформаторов соединены с шинами соответственно через вентили 4 в 6, 7—

9, 10 — 12 и 13 — 15. На первичных обмотках трансформаторов за счет поочередной работы вентилей 4 — 9 и 10 — 15 из трехфазного первичного напряжения частотой (фиг. 3, б) формируются два однофазных переменных напряжения У 1„и U2< частотой 1,5 fl, взаимно сдвинутых на 90 эл, град. (фиг. 3, в).

Схема работает следующим образом.

В момент времени tl (фиг. 3, б) отпираются вентили 6 и 7, прн этом ток проходит от вывода 18 к выводу 19. Форма напряжения, возникающего на первичной обмотке трансформатора 16, при таком способе управления показана пунктирными линиями на фиг. 3, в.

В момент времени t3 напряжение между шинами 1 и 3 спадает до нуля, а затем меняет знак, и ток в обмотке трансформатора 16 прекращается. В момент времени t4 отпираются вентили 8 и 6, при этом ток проходит от вывода 19 к выводу 18, и на обмотке возникает напряжение обратной полярности, спадающее к нулю к моменту времени t7. Ана логично, путем отпирания соответствующих вентилей 10 — 15 в моменты времени 4 и 4 и за счет спадания к нулю напряжения к моменту времени tq u tq формируется напряжение, сдвинутое на 90 эл. град. на обмотке трансформатора 17.

С целью регулирования величины выходного напряжения возмо>кен и несколько измененный режим работы вентилей 4 — 9 и 10—

15. Так, в момент времени tl открываются вентили 5 и 7, а в момент времени t1, перенимая ток с вентиля 5,— вентиль 6. Аналогично, в момент времени 4 включаются вентили 11 и 15, а в момент времени t2 — вентиль 13, коммутируя с вентилем 15. В результате среднее значение выходного напряжения уменьшается без ухудшения коэффициента мощности (кривые, изображенные сплошными линиями, на фиг. 3, в).

Предмет изобретения

1. Способ умножения частоты многофазного переменного напряжения путем циклического подключения фаз питающего напряжения к нагрузке и с использованием естественной коммутации, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей умно>кителя, в каждый момент времени подключают нагрузку к таким двум питающим фазам многофазной системы, напря>кение между которыми в момент подключения увеличивается, и переключают нагрузку па две другие фазы, напряжение между которыми в момент подключения убывает, причем переключение нагрузки с одной пары питающих фаз на другую производится до момента, когда значения увеличивающегося и убыва1ощего напря>кений станут равными.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, целью максимального использования питаю его напряжения, нагрузка подключается кс сем парам фаз многофазиой системы, имею. щим пулевые зиачеиия иапряжснпй в начале, :i затем в конце иолуперио 1,а выкодного наItðÿ õåíè÷ умпожителя.

278847 д 4

Р. 75f, стиг. 3

Составитель М. Юхнин

1 едакторо Л. Ю. Пейсоченко Тсхред А. A. Камышникова 1(оррекчоры; О. С. Зайцева и О. Б. Тюрина

Заказ 3403 В Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ 1(омитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )I(-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, О