Преобразователь частоты (его варианты) Советский патент 1984 года по МПК H02M5/16 

СО

;о

00

0д

е

2. Преобразователь частоты по авт.св. № 1014106, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона выходных частот, магнитопровод трансформатора снабжен магнитным шунтом, являющимся средним стержнем, симметрично разделяющим по разные от себя стороны, расположенные на магнитопроводе обмотки так, что по одну сторону от него

130986

расположены первая первичная обмотка и первые выходная и компенсационная полуобмотки, а по другую сторону - . вторая первичная обмотка и вторые выходная и компенсационная полуобмотки,и введена дополнительная выходная обмотка,состоящая из двух соединеннных последовательно- встречно полуоб- моток, каждая из которых расположена на крайних стержнях магнитопровода.

1. Преобразователь частоты по авт.св. № 1014106, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона выходных частот. магнитопровод трансформатора снабжен магнитным шунтом, являющимся средним стержнем, симметрично разделяющим ho разные от себя стороны расположенные на магнитопроводе обмотки так, что по одну сторону от него расположены первая первичная обмотка и первые выходная и компенсационная полуобмотки, а по другую сторону - вторая первичная обмотка и вторые выходная и компенсационная полуобмотки, и введена дополнительная выходная обмотка, расположенная на среднем стержне магнитопровода. § ko

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в качестве источника питания различных электротехнических устройств током повышенной частоты для питания люминесцентных ламп, применяемых для освещения, а также для питания газоразрядных ламп, используемых в. качестве облучательных устройств в селькохозяйст звенном производстве. По основному авт.св. № 1014106 известен преобразователь частоты, содержащий преобразующий трансферматор, на магнитопроводе которого располож ены 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 выводу через конденсатор, вторичная обмотка, соединенная с выходными вьшодами, и обмотка самоподмагничи вания, четыре вентиля, каждый из которых вьшодом соответствующего силового электрода соединен с одни из свободных выводов одной из первичных обмоток, и гаунтирующий K денсатор, причем дополнительно введ второй шунтирующий конденсатор, а обмотка самоограничения выполнен со средним вьшодом, соединенным с другим входным выводом для подключения источника питания, и параллельно каждой;из ее образованных полуобмоток включен соответствующи шунтирующий конденсатор, конец обм ки самоподмагничивания подключен к общей точке соединения анодов двух вентилей, катод каждого из которых соединен 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 . Недостатком этого преобразователя является то, что он обеспечивает получение выходного напряжения только одной частоты. Целью изобретения является распшрение диапазона выходных частот, а именно получение на выходе двух напряжений разных частот. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе частоты магнитопровод трансформатора снабжен магнитным шунтом, являющимся средним стержнем, симметрично разделяющим по разные от себя стороны расположенные на магнитопроводе обмотки так, что по одну сторону от него расположены первая первичная обмотка и первые выходная и компенсационная полуобмотки, а по другую сторону вторая первичная обмотка и вторые выходная и компенсационная полуобмотки и введена дополнительная выходная обмотка, расположенная на среднем стержне магнитопровода. Кроме того, согласно второму варианту в преобразователе частоты магнитопровод трансформатора снабжен магнитным шунтом, являющимся средним стержнем, симметрично разделяющим по разные от себя стороны, расположенные на магнитопроводе обмотки так, что по одну сторону от него расположены первая первич3

ная обмотка и первые выходная и компенсационная полуобмотки, а по . другую сто.рону вторая первичная обмотка и вторые выходная и компенсационная полуобмотки, и введена дополнительная выходиая обмотка, состоящая из двух соединенных последовательно-встречно полуобмоток, каждая из которых расположена на крайних стержнях магнитопровода.

На чертеже дана принципиальная схема преобразователя частоты по первому варианту.

К сетевым зажимам 1 и 2 подведено напряжение исходной частоты. Сетевой зажим 1 подключен к средней точке обмотки самоподмагничивания, состоящей из двух полуобмоток За и 36, каждая из которых зашунтирована одинаковыми конденсаторами 4а и 46. Концевой вывод полуобмотки За соединен с анодами двух диодов 5а и 5б,катодй которых соединены соответственно с начальными выводами первичных обмоток 6а и 66 преобразующего трансформатора. Средняя точка первой первичной обмотки подключена непосредственно к второму сетевому зажиму 2, а средняя точка второй первичной обмотки 66 подключена к тому же сетевому зажиму 2, но через конденсатор 7. Концевые выводы первичных обмоток 6а и 6б подключены к анодам двух других диодов 8а и 8б, катоды которых объединены и прдключены к начальному выводу полуобмотки Зб самоподмагничивания, а с выходных полуобмоток 9а и 96, соединенных последовательнои согласно, снимается выходное напряжение учетверенной частоты. На магнитном шунте 10 (средний стержень )расположена втора выходная обмотка 11, с которой снимется напряжение удвоенной частоты {за1жимы 12 и 13). Однако, согласно второму варианту, шунт может и не нести на себе второй выходной обмотки которая в этом случае состоит из двух полуобмоток, намотанных на крайних стержнях магнитопровода и соединенных между собой последова- тельно, но встречно. Преобразовател имеет также выходные выводы 14 и 15 - напряжения учетверенной частот преобразующий трансформатор 16.

Преобразователь работает следующим образом.

Однофазное напряжение исходной частоты, снимаемое с сетевых зажимо

30986Л

1 и 2 с помощью фазосдвигающего конденсатора 7, преобразуется в двухфазное напряжение, сдвинутое одно относительно другого на 90°, и

5 каждое порознь напряжение вьшрямляется, образуя двухпрлупериодное выпрямление., после чего каждое напряжение подается на первичные обмотки 6а и 66 преобразующего трансформатора

0 16 со сдвигом на 90 зл.град.

Для исключения постоянной состав- . ляющей магнитного потока, создаваемого токами первичных обмоток 6а и 66, служит компенсационная обмотка,

5 состоящая из двух полуобмоток За и 36, причем создаваемый ими магнитный поток в сердечнике направлен встречно постоянной составляющей потоков, создаваемых первичными обмотками 6а

Q и 6б, а за счет фильтра, роль которого выполняют конденсаторы 4а и Лб, шунтирующие полуобмотки самоподмагничивания возбуждают только постоянный магнитный поток, равный и противо5 положно направленный результирующему постоянному составляющему магнитному потоку, создаваемому токами в первичных обмотках. Следовательно через полуобмотки За и Зб автоматического самоподмагничивания проходит постоянный отфильтрованный ток, а через конденсаторы 4а и 4б, щунтирующие полуобмотки автоматического самоподмагничивания, проходит переменная составляющая тока.

5 Пульсирующий магнитный поток, создаваемый током первой первичной обмотки, можно представить рядом Фурье

Ji (- -cos2wt- -|gC054art

- сГ-tosCif i ... ,

ограничившись по 6-й гармонике включительно.

Пульсирующий магнитный поток, создаваемый второй первичной обмоткой 6б, сдвинутой относительно первой первичной обмотки на 90, представлен рядом Фурье следующего вида

т 4А / 1

1 3, --j- 2u)t- wi + 6ujt)... .

55 Постоянный магнитный поток, создаваемый компенсационными самоподмагничивающими полуобмотками За и Зб в ряду Фурье, имеет только постоянную составляющую равную и противоположно направленную постоянной составляющей магнитного потока, создаваемого током первичных обмоток преббразующего трансформатора 16. Таким образом,

- Л т,

Суммарный магнитный поток в сердечнике от действия намагничивающих сил по внешнему контуру определяется по формуле

8Л

полученного уравнения видно, что магнитный поток имеет синусоидальную форму учетверенной частоты

Введенный магнитный шунт 10, несущий на себе вторую выходную обмотку и симметрично разделяющий по разные от себя стороны имеющиеся на магнитопроводе обмотки, позволяет дополнительно вьщелить(восстановить магнитный поток с удвоенной частото и тем самым возбудить во второй выходной обмотке напряжение с удвоенной частотой.

Введенный магнитный шунт 10, расположенный согласно второму варианту, может не нести на себе вторую

выходную обмотку 11, которая в этом случае должна быть, выполнена из двух одинаковых полуобмоток, расположенны на крайних стержнях и соединенных между собой последовательно и встречно. При таком соединении в ней вьщеляется только напряжение удвоенной частоты и подавляется напряжение учетверенной частоты, а в первой выходной обмотке, выполненной из двух полуобмоток, соединенных последовательно, но согласно, выделяется напряжение только учетверенной частоты. Поэтому взаимное влияние двух цепей с напряжениями различной частоты полностью отсутствует

Суммарный магнитный поток в магнитном шунте(среднем стержне на основании закона Кирхгофа(первый закон )для разветвленной магнитной цепи равен

J cos2 wji . Ш 1- 2-37/

Для подавления высших гармоник может быть использован фильтр емкостного типа.

Изобретение расширяет функциональные возможности преобразователя частоты.