Трехфазный умножитель частоты в к-раз

Союз Советск ии

Социалистических

Республик

< 750677

4 .p /

-Ф . (6i) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 15.1 1.76 (2l ) 2420783/24-07 з (53)M. Кл.

Н 02 М 5/1.6 с присоединением заявки,%Ьеударстееииый квинтет

СССР (23) Приоритет аа Мелам нзебретений и открытий

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень № 27 (53) Уд К 6 21. 314..263(088 8) \

Дата опубликования описания 25.07.80. (72) Авторы изобретения

Б. H. Каржавов, B. Н, Бродовский и В. А. Белоцерковский (71) Заявитель (54) ТРЕХФАЗНЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В К РА3

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразователям частоты и может быть использовано для питания напряжением повышенной частоты различных потребителей, например ручного элек«

5 троинструмента.

Известны умножители частоты, построенные ía насышакжихся трансформаторах, в которых высшие гармоники, содержащиеся в несинусоидальных магнитных потоках сердечников, выделяются с помощью соответствующего включения вторичных обмотокЩ, Известен также трехфазный умножитель частоты в K раз с многофазным выходом на М иасьтшаюшихся трансформажрах, в каждую фазу выходной звезды которого поспедовательно включены вторичные обмотки не менее чем К + 1 укаэанных трансформаторов, обеспечиваюший улучшение формы выходного напряжения PJ.

Работа умножителя частоты основана на создании в сердечниках трансформаторов симметричной К -фазной системы мат

2 нитных потоков. Необходимая фаза маг:нитного потока каждого трансформатоса обеспечивается вклточением двух первич= ных обмоток в разные фазы питаюией испи, Общая намагничиваюшая сила (н. с.), действующая в сердечнике, представляет собой геометрическую сумму н. с. двух первичных обмоток, и их соотношение задает фазу магнитного потока. При равных токах намагничиватпи B фазах, что имеет место при симметричной нагрузке, состношение н. с. двух первичных обмоток определяетст только выбранным соотноше- нием чисел витков. I-!есимметрия нагрузки вызывает нарушение симметрии токов намагничивания и, следовательно, соотношений между н. с. первичных обмоток. В результате первоначальные фазовые сдвиги„: между потоками различных сердечников изменяются, что вызывает искажения формы выходного напряжения. Указанная особенность является недостатком известно;го устройства.

3 7506 7

Прототипом данного устройства явля ется трехфазный умножитепь частоты в

К раз, содержащий М насьпцающихся трансформаторов, вторичные обмотки которых образуют выхоцную звезду, причем в каж5 дую фазу звезды включены последовательно вторичные обмотки не менее чем К+ 1 укаэанных трансформаторов $2).

Иелью изобретения является улучшение формы выходного напряжения при несимметричной нагрузке и упрощение устройства.

Указанная цепь достигается тем, что в трехфазный умножитель частоты в К раз, содержащий К насыщающихся трансформато- 5 ров, вторичные обмотки которых образуют выходную звезду, причем в каждую фазу звезды включены последовательно вторичные обмотки не менее чем К+ 1 указанных трансформаторов, введены три линейных трансформатора, каждый из которых снабжен одной первичной и не более чем К/2 вторичными обмотками, причем первичные обмотки линейных трансформаторов соединены В треугольник и подключены к Bxoll д ным выводам, а их вторичные обмотки связаны с включенными в многофаэную звезду первичными обмотками насьщающихся трансформаторов так, что в цепь первичной обмотки каждого насьпцающегося трансформатора включено поспедоватепьно по одной вторичной обмотке не более чем двух линейных трансформаторов. Кроме того, первичная обмотка каждого насыщающегоса трансформатора связана с соот-З5 ветствующими вторичными обмотками линейных трансформаторов через последова, тельный ЬС-контур.

На чертеже показана схема умножите«;

40 ля частоты в три раза с трехфазным выходом на девяти насьпцающихся трансформаторах 1-9, снабженньм первичными обмо псами 10 с равными числами витков и вторичными обмотками 11. В общем

45 случае трансформаторов может быть Й, и они могут иметь две вторичные обмотки с разным числом витков. Вторичные обмотки трансформаторов 1-3, 4-6 и

7-9, соединенные последовательно, включены в звезду с выходными клеммами

50 а, Ь,с.

Первичные обмотки 10 насьпцающихся трансформаторов 1-9 связаны с одной или с двумя посяедовательно соединенны, ми вторичными обмотками 12 линейньм

55 трансформаторов 13, 14 и 15, первичные обмотки 16 которых соешпиены в треугольник и подключены к соответству7 4 ющим выводам А, В, С источников питания, При необходимости между вторичны ми обмотками 12 линейных трансформаторов и первичными обмотками 10 насыщающихся трансформаторов включаются ограничительные сопротивпения 17, показанные пунктиром.

Умножитель работает следующим образом.

С помощью линейных трансформаторов

13-15 трехфазная система напряжений питающей сети преобразуется в симмет ричную N -фаэную систему напряжений, имеющую взаимные фаэовые сдвиги, равные

2@Н. Использование только двух, а не трех или более вторичных обмоток линейных трансформаторов обеспечивает упрощение умножителя, При условии, что внутренние сопротивления трансформаторов 13-15 и питающей сети пренебрежимо малы, величины этих фазовых сдвигов постоянные и не зависят от токов нагрузки. Благодаря этому в первичных обмотках 10 насъяцающихся трансформаторов 1-9 будет протекать симметричная И -фаэная система токов с фиксированными сдвигами по фазе, также равными 2Я/N. При этом на их последовательно соединенных вторичных обмотках 11 будет наводиться система импульсов, временные интервалы между которыми будут строго соответствовать названному углу при любой, в том числе и несимметричной нагрузке. Указанное обстоятельство приводит к тому, что огибающая выходного напряжения каждой фазы умножителя будет иметь заранее заданную форму, не зависящую от степени несимметрии нагрузки.

Поскольку трансформаторы 1-9 работают с сильным насыщением, в цепях их первичных обмоток 10 следует предусмат ривать активные или реактивные ограничительные сопротивления l7. В ряде случаев роль таких сопротивлений могут выполнять собственные индуктивности рассеяния трансформаторов. Наилучшие результаты получаются при использовании в качестве ограничительных элементов последов.тельных ЬС-контуров, настроенных в резонанс на частоту питающей сети. Резонаноные контуры обеспечивают ограничение то ков и в то же время не создают падений напряжения по первой гармонике.

Формул а изобретения

l. Трехфазный умножитель частоты в

К раз, содержащий Х насыщающихся трано7506

5 форматоров, вторичные обмотки которых образуют выходную эвезцу, причем в каждую фазу звезды включены последовательно вторичные обмотки не менее чем K + 1 указанных трансформаторов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью улучшения формы выходного напряжения при несиммет ричной нагрузке и упрощения введены три линейных трансформатора, каждый иэ которых снабжен одной первичной и ие более 10 чем М j 2. вторичными обмотками, причем первичные обмотки линейных трансформаторов соединены в треугольник и подключены к вхоаным вывоаам, а их вторичные обмотки связаны с включенными в много- фаэную звезду перви:ными обмотками насыщаюшихся трансформаторов TBK у что в цепь первичной обмотки каждого насыща77 6 ющегося трансформатора включено последовательно по оаной вторичной обмотке не более чем двух линейных трансформаторов.

2. Умножитель по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что первичная обмотка каждого насыщанхцегося трансформатора связана с соответствующими вторичными обмотками линейных трансформаторов через последовательный 1 С -контур.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бамаас A.Ì. и ар. Ферромагнитные

/У и умножители частоты, М.; Энергия, 1 968, с. 66, рис. 3-5.

2. Авторское свидетельство СССР

М 502458, кл, Н 02 М 5/16, 1976.

ЦНИИПИ Заказ 4668/44 Тираж 783 Подписное

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, л. Проектная, 4