Ферромагнитный умножитель частоты с ортогональным управлением Советский патент 1985 года по МПК H02M5/16 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника энергии повышенной частоты, в. частности для питания электродвигателей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем получения трехфазного выходного напряжения с кратностью умножения частоты равной четырем. На фиг.1 приведена йринципиальная электрическая схема ферромагнитного умножителя частоты с ортогональ ным управлением на фиг.2 - векторна диаграмма, поясняющая принцип его работы; на фиг.З - схема, иллюстриру ющат другой вариант выполнения входных цепей умножителя частоты; на фиг.4 - векторные диаграммы, поясняющие принцип получения МДС входных обмоток и определения числа их витков . Ферромагнитный умножитель частоты с ортогональным управлением содержит два конденсатора 1 и шесть трансформаторов 2-7,выполненных на магнитопроводах 8-13 с двумя окнами в ортого нальных направляющих. В одном окне каждого магнитопровода 8-13 размещены не более трех входных трехфазных обмоток 14 и 15 и дополнительная обмотка 16, в другом окне - обмотка подмагничивания постоянным током 17 и выходная обмотка 18. Из последовательно соединенных дополнительных обмоток 16 и конденсаторов 1 составлены две цепи самоподмагничивания то ком утроенной частоты. Входные обмот ки 14 и 15, обмотки 17 подмагничивания постоянным током и выходные обмотки 18 соединены между собой и образуют соответственно входные цепи, подключенные к входным выводам .19, 20 и 21 устройства, цепь подмагничив ния, соединенную с выводами 22 и 2 для подключения источника постоянного тока,и три выходные цепи,подключенные к трем парам выходных выводов 24-25, 26-27, 28-29 умножителя чacтoты причем выходные цепи составлены из попарно соединенных обмоток 18 трансформаторов 2, 3, 4и5, 6, 7 Умножитель частоты с ортогональны управлением работает следующим образом.. При подключении трехфазного источ ника напряжения к входным выводам 19, 20 и 21 умножителя через входные обмотки 14 и 15 трансформаторов 2-7 течет ток. При этом в магнитопроводах 8-13 с обмотками 14 и 15 создается ЬЩС. Так как число витков обмоток 14 выбрано равным W , а число витков обмоток 15 равным W/-i3, то МДС, создаваемые обмотками 14 магнитопроводов В, 9 и 10 и обмотками 15 магнитопроводов 11, 12 и 13, образуют две симметричные трехфазные системы ЩС, сдвинутые, одна относительно другой на угол 90° (фиг.2). В связи с этим, напряжение с частотой 3w, где со входная частота, возникающее на дополнительных обмотках 16 каждой группы трансформаторов 2, 3,4 и 5, 6, 7, совпадает по фазе, благодаря чему создается самоподмагничивание магнитопроводов 8-13 током утроенной частоты. Это лозволяет повыситьэффек- ; тив.ность умножения частоты в четыре , раза. Напряжение с частртами 4(V), 80), 12Q, ... на выходных обмотках 18 трансформаторов 2 и 5, 3 и 6, 4 и 7 совпадают, по фазе, а напряжения с частотами 2О, бсо, 10со, ... находятся в противофазе. В результате на выходных выводах 24-25, 26-27, 28-29 получают удвоенное по амплитуде напряжение с частотами 4(о, 8и, 12о), ..., образующее симметричную трехфазную систему напряжений. Уровень напряжений с частотами 8ы, 12(0, ... весьма мал за счет использования цепей самоподмагничивания током утроенной частоты. Так как обмотки 17 подмагничивания постоянным током соединены в открытый, треугольник, то переменное напряжение на выходах 22-23 равно нулю, и цепь этих обмоток может непосредственно (без фильтра-пробки) подключаться к источ нику постоянного тока. I Возможны различные варианты предложенного технического решения, отличающиеся от предлагаемого (фиг.1) другими схемами соединений входных обмоток, которые строятся так же, как и у обычных ферромагнитных умножителей частоты. В качестве примера на фиг.З приведен вариант схемы соединения входных обмоток, позволяющий использовать идентичные трансформаторы 2-7, однако имеющий большее суммарное число витков входных обмоток. Принцип получения МДС входных обмоток 30, 31 и 32 и определения числа их витков иллюстрируется

векторными диаграммами, изображенными на фиг.4 а, б. В первом случае (фиг.Аа) ,816W, W,,0, W,, 0,299W-, во втором случае. Wj

0,64AW, Wj, 0,173W, ,471W (число витков определено с использованием известной формулы для СИНУСНОЙ первичной обмотки).

ФЕРРОМАГНИТНЬЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С ОРТОГОНАЛЬНЫМ: УПРАВЛЕНИЕМ, содержащий блок, включающий конденсатор и три трансформатора, каждый из которых выполнен на магнитопроводе с двумя окнами в ортогональных направлениях,в одном из которых расположены по крайней мере три входные и дополнительные обмотки, .а в другом - обмотка подмагничивания постоянным током и выходная обмотка, причем входные обмотки всех трансформаторов соединены в звезду и подключены к входным выводам для подключения трехфазной питающей сети, дополнительные обмотки трансформаторов соединены в последовательную цепь, замкнутую на конденсатор, а их обмотки подмагничивания соединены последовательно, отличающийс я тем,, что, с целью расширения функциональных возможностей путем получения трехфазного выходного напряжения с кратностью умножения частоты, равной четырем, введен дополнительный блок, аналогичный указанному, причем обмотки подмагни§ чивания постоянным током трансформаторов дополнительного блока соедине(Л ны последовательно с,обмотками подмагничивания основного блока, образуя цепь, подключенную к источнику постоянного тока, а выходные обмотки трансформаторов обоих блоков соединены пофазно попарно-последовательно и свобод1але выводы обмоток каждой пары образуют выходные выводы.

/J 8

фаз. 5

8

// Ш