Преобразователь частоты Советский патент 1983 года по МПК H02M5/16 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть исполь зовано в качестве источника питания .различных электротехнических устройств. током повышенной частоты. Известны устройства преобразователей частоты, например ферромагнитный учетверитель частоты, на четырех ферромагнитных сердечниках которого расположены первичные, вторичные /обмотки, а также обмотки подмагничивания и самоподмагничивания, последние из которых замкнуты на конденсаторы р . Однако это устройство содержит большое количество (четыре) ферромаг нитных сердечников, большое число об моток подмагничивания и самоподмагни чивания, причем необходим источник постоянного тока для питания обмоток подмагничивания. Кроме того, для питания устройства необходимо иметь дв самостоятельных источника переменног Toka, напряжение которых должно быть сдвинуто на 90 эл. град. Известно также устройство для получения удвоения частоты с одним фер ромагнитным сердечником, состоящее .из преобразующего трансформатора с неразветёленным магнитопроводом, несущего на себе три обмотки: первичную, вторичную и обмотку самоподмагничивания. Первичная обмотка питает ся от сети переменного однофазного тока/через двухполупериодный выпрями тель, состоящий из четырехплечевого моста, двумя плечами которго являются выпрямительные диоды, а двумя другими - полуобмотки первичной обмотки преобразующего трансформатора, причем анод одного диода соединен с катодом другого диода, а свободные . их выводы подключены соответственно к начальному и концевому выводам пер вичной обмотки преобразующего трансформатора, при этом напряжение сети подведено к точкам, одна из которых является общим соединением диодов, а другой точкой подключения сети является средняя точка первичной обмотки преобразующего трансформатора. Кроме этого, устройство содержит вторичную обмотку, с которой снимается напряжение удвоенной частоты, и обмотку, самоподмагничивания, -нагруженную на конденсатор, и регулируемый однополуперирдный выпрямитель 62 с фильтром для получения п&стоянной составляющей магнитного потока, компенсирующего Постоянную составляющую магнитного потока, создаваемую первичной обмоткой I/-21. Недостатком этого устройства является возможность получения лишь удвоения частоты переменного тока, а также и то, что компенсирующий ма1- нитный поток создается током, трансформированным в обмотке самоподмагничивания, а это снижает общую полезную выходную мощность на удвоенной частоте, трансформированной в выходг ной обмотке трансформатора. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь частоты, содержащий преобразующий.трансформатор, на магнитопроводе которого Трасположены две первичные обмотки, выполненные каждая со средним выводом,- один из которых подключен непосредственно к одному из входных выводов для подключения источника питания, а другой к этому же входному выводу через конденсатор, вторичная обмотка самоподмагничивания, четыре вентиля, каждый из которых выводом соответствующего силового электрода соединен с од.ним из свободных выводов одной из первичных обмоток, и шунтирующий конденсатор. Кроме того, этот преобразователь частоты включает регулируемый резистор и дроссель фильтра sj. Однако известное устройство имеет недостаточную выходную мощность, так как компенсация постоянной составляющей происходит за счет выпрямления тока повышенной частоты, увеличенные массо-габаритные показатели за счет использования дросселя, а также сложность настройки и всего устройства в целом. Целью изобретения является упрощение, повышение КПД и снижение массогабаритных показателей. ,, Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь частбты, содержащий преобразующий .трансформатор, на магнитопроводе которого расположены две первичные обмотки, выполненные каждая со средним выводом, один из которых подключен непосредственно к одному из входных выводов для подключения источника питания, а другойк этому же входному выводу через конденсатор, -вторичная обмотка, соединенная с выходными выводами и обмотка самоподмагничивания, четыре венти ля, каждый из которых выводо соответствующего силового электрода соединен с одним -из свободных выводов одной из первичных обмоток, и шунтирующий конденсатор, дополнительно введен второй шунтирующий конденсатор, а обмотка самоподмагничивания выполнена со средним выводом, соединенным с другим входным выводом для подключения источника питания, и параллельно каждой из ее образованных полуобмоток включен соответствующий шунтирующий конденсатор, конец, обмотки самоподмагничивания подключен к общей точке соединения анодов двух вентилей, катод каждого из которых соединён с началом соответствующей первичной обмотки, а начало обмотки самоподмагничивания подключено к общей точке соединения катодов двух других вентилей, анод каждого из которых соединен с концом соответствующей первичной обмотки. На чертеже дана принципиальная схема предлагаемого устройства преобразователя частоты. К сетевым зажимам 1 и 2 подведено напряжение исходной частоты. Сетевой зажим 1 подключен к средней точке обмотки самоподмагничивания 3 и делит эту обмотку на две полуобмотки За и 36, каждая из которых зашунтиро вана одинаковыми конденсаторами .1 и 4.2. Концевой вывод полуобмотки За соединен с анодами двух диодов 5.1 и 5.2, катоды которых соединены соответственно с начальными выводами первичных обмоток 6аи 6б преобразующего трансформатора 7. Средняя точка первой первичной обмотки 6а по ключена непосредственно к второму сетевому зажиму 2, а средняя точка второй первичной обмотки 6б подключена к гому же сетевому зажиму 2, но через конденсатор 8. Концевые выводы первичных обмоток 6а и бб подключены к анодам двух других диодов и 9. катоды которых объединены и подключены к начальному выводу полуобмотки 36 самоподмагничивания, а с выходных полуобмоток 10а и 106, соединенных последовательно и согласно, снимается выходное напряжение учетверенной частоты. Принцип работы преобразователя частоты основан на следующем. Однофазное напряжение исходной частоты, снимаемое с сетевых зажимов 1 и 2 с помощью фазосдвигающего косденсатора 8, преобразуется., в двухфазное напряжение, сдвинутое одно относительно другого.на 90 эл.град., и каждое порознь напряжение выпрямляется, образуя дв хполупериодное вьтрямление, после чего каждое напряжение подается на первичные обмотки 6а и 6б преобразующего трансформатора 7 со сдвигом на 90 эл. град. Для исключения постоянной составляющей магнитного потока, создаваемого токами первичных обмоток 6а и 6б, введена компенсационная обмотка автоматического самоподмагничивания 3, при этом обмотка самоподмагничивания намотана так, что создаваемый- ею постоянный магнитный поток в сердйчнике направлен встречно постоянной составляющей потокам, создаваемым первичными обмотками трансформатора 6а и 6б, а за счет фильтра, роль которого выполняют конденсаторы Ц.} и 4.2, шунтирующие полуобмотки самоподмагничивания, вся обмотка самоподмагничиг вания .возбуждает только постоянный магнитный поток, равный и противоположно напраз.пенный . результирующему постоянному ч;оставляющему магнитному потоку, создаваемому токами в первичных обмотках преобразующего трансформатора. Следовательно, через рбкютку автоматического самоподмагничивания проходит посто}1нный отфильтрованный ток, а через конденсаторы,.шунтируюие полуобмотки автоматического самоподмагничивания, проходит переменная составляющая .тока. Пульсирукмций магнитный поток, создаваемый током первой первичной обмотки, можно представить рядом Фу{)ье I Am/1 1 3 - cosAu«: - -р созбол -...).. З-Р 37 ограничившись по 6-й гармонике включительно. Пульсирующий магнитный поток, создаваемый (током) второй первичной обмоткой 6б, сдвинутый относительно первой первичной обмотки на 90 будет представлен рядом Фурье следующего вида 4Ат ,1 , 1 (у-4-- cos2(JJt t .... 1 cos6u)t...). 3..5 cos(t

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий преобразующий трансформатор, на Магнитопроводе которЬго расположе-. ны две первичные обмотки, выполненные каждая со средним выводом, один из которых подключен непосредственно к од-Г ному из входных выводов для подключений источника питания, а другой - . к этому же входному выводу через кон- , денсатор, вторичная обмотка, соединенная с выходными выводами, и обмотка самоподмагничивания, четыре вентиля, каждый 3 которых выводом cooTBetcT- В€ЕСаШ: :4 f 11ЛТаГКе.. .. I l liASS- rt ;vи тмммтл в ощёго силового электрюда соединен с одним из свободных выводов одной из первичных обмоток, и шунтирующий конденсатор, отличающийся тем, что, с целью упрощения, повышел ния КПД и снижения массогабаритных показателей, дополнительно введен второй шунтирующий конденсатор, а :о6мотка самоподмагничивания выполнена со средним выводом, соединенным с другим входным выводом для подключения источника питания, и параллельйо каждбй ИЗ ее образованных полуобмоток включен соответствующий шунтирующий конденсатор, конец обмотки Гсамоподмагничивания подключен к ё : точке соединения анодов двух венти(Л лей, катод каждого из которых соединен с началом соответствующей пер вичной обмотки, а начало обмотки само подмагничивания подключено к общей точке соединения катодов двух других (вентилей, а.нод каждого из которых соединен с -концом {соответствующей пер вичной обмотки.