Ферромагнитный преобразователь частоты и числа фаз в четыре раза Советский патент 1992 года по МПК H02M5/16 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и телемеханики.

Известен однофазный ферромагнитный делитель частоты, содержащий два насыщающихся трансформатора с расположенными на их стержнях двумя соединенными согласно-последовательно первичными и двумя соединенными встречно-последовательно вторичными обмотками при этом к цепи вторичных обмоток и параллельно каждой первичной обмотке присоединены конденсаторы

Недостатком известного устройства при делении частоты в четыре раза и однофазном выходе являются ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является ферромагнитный преобразователь частоты и числа фаз, содержащий три идентичных насыщающихся трансформатора, первичные обмотки которых соединены последовательно, образуя цепочку, соединенную с входными выводами для подключения источника однофазного переменного тока, последовательно соединенные обмотки

2

пяЯ

ю со ю

подмагничивания, вторичные обмотки, соединенные в звезду, три линейных конденсатора, выводы одних обкладок которых соединены в общую точку, а выводы других с соответствующими свободными выводами указанной звезды вторичных обмоток, образуя три феррорезонансных контура, причем общая точка соединения линейных конденсаторов и общие точки соединения этих конденсаторов со вторичными обмотками образуют выходные выводы для подключения многофазной нагрузки, диод и реле напряжения, замыкающие контакты которого включены параллельно одной из вторичных обмоток насыщающихся трансформаторов.

Недостатками известного устройства являются ограниченные функциональные возможности и низкая надежность запуска, обусловленная закорачиванием накоротко одной из вторичных обмоток насыщающихся трансформаторов замыкающими контактами реле напряжения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и повышение надежности его запуска.

Поставленная цель достигается тем. что в ферромагнитный преобразователь частоты и числа фаз, содержащий три идентичных насыщающихся трансформатора, первичные обмотки которых соединены последовательно, образуя цепочку, соединенную с входными выводами для подключения источника однофазного переменного тока, обмотки подмагничивания соединенные последовательно, вторичные обмотки соединенные в звезду, диод и три линейных конденсатора, выводы одних обкладок которых объединены в общую точку, а выводы других - с соответствующими свободными выводами указанной звезды вторичных обмоток, образуя три феррорезонансных контура, причем общая точка соединения линейных конденсаторов и общие точки соединения этих конденсаторов с вторичными обмотками насыщающихся трансформаторов образуют выходные выводы для подключения многофазной нагрузки, дополнительно введен четвертый аналогичный насыщающийся трансформатор, первичная обмотка которого включена последовательно в цепь первичных обмоток основных трансформаторов, его обмотка подмагничивания соединена последовательно с обмотками подмагничивания основных трансформаторов, образуя цепочку, параллельно которой включен указанный диод, а вторичная обмотка одним выводом подключена к общей точке звезды вторичных обмоток основных трансформаторов, а другим через дополнительно введенный

четвертый линейный конденсатор - к ука занной общей точке соединения основных конденсаторов, образуя четвертый ферро- резонансный контур.

На фиг,1 представлена принципиальная схема ферромагнитного преобразователя частоты и числа фаз в четыре раза; на фиг.2 представлены осциллограммы входного и выходных напряжений преобразова0 теля.

Ферромагнитный преобразователь частоты и числа фаз в четыре раза содержит четыре идентичных насыщающихся трансформатора 1,2,3,4, первичные обмотки 5, ко5 торые соединены последовательно, образуя цепочку, соединенную с входными выводами 6,7 для подключения источника однофазного переменного тока, обмотки подмагничивания 8, соединенные последо0 вательно, образуют цепочку, параллельно которой включен диод 9, вторичные обмотки 10, соединенные одними выводами в нейтральную точку 11, а другими с выводами обкладок линейных конденсаторов

5 12,13,14,15, последующие выводы обкладок которых объединены в общую точку 16. При этом общая точка 16 соединения линейных конденсаторов 12,13,14,15 и общие точки 17.18,19,20 соединения этих конденсаторов

0 с вторичными обмотками 10 насыщающихся трансформаторов 1,2,3.4 образуют выходные выводы 17-16,18-16,19-16,20-16 для подключения многофазной нагрузки.

Ферромагнитный преобразователь час5 тоты и числа фаз в четыре раза работает следующим образом.

При подключении входных выводов 6,7 к источнику однофазного переменного тока происходит насыщение трансформаторов

0 1-4 и одновременное подмагничивание мэг- нитопроводов трансформаторов 1-4 пол- упериодным током, протекающим по обмоткам подмагничивания 8. Каждая из вторичных обмоток 10 представляет соСой

5 нелинейную индуктивность L(i) и совместно с линейными конденсаторами 12,13,14,15 образуют четыре идентичных колебательных ферропезонансных контура, предварительно настроенных на частоту 12,5 Гц

0

Изменение во времени нелинейной индуктивности L(l) приводит к мягкому возбуж- дению в феррорезонансных контурах автопараметрических колебаний с частотой

5 12,5 Гц. Так как феррорезонансные контуры идентичны и соединены между собой параллельно, то токи субгармонических колебаний четвертого порядка устанавливаются в них одинаковыми по модулю, но отличающимися фазовыми сдвигами на 90° (т е

i0° +lee 90° Ice )180°

,270L

lA)U +lBejau lcej IOU + ), при этом из-за встречного включения вторичных обмоток 10 трансформаторов 1,2,3,4 основная гармоника на выходе преобразователя исключается

Таким образом, ввод дополнительного четвертого аналогичного насыщающегося трансформатора, у которого первичная об- мотка включена последовательно в цепь первичных обмоток основных трансформаторов, обмотка подмагничивания соединена последовательно с обмотками подмагничивания основных трансформато- ров, образуя цепочку, параллельно которой включен диод, а вторичная обмотка одним выводом подключена к общей точке звезды вторичных обмоток основных трансформаторов, а другим через дополнительно вве- денный четвертый линейный конденсатор к общей точке соединения основных конденсаторов, образуя четвертый феррорезонан- сный контур, позволяет расширить функциональные возможности феррорезо- нансного преобразователя частоты и числа фаз и получить на выходных выводах устройства симметричное четырехфазное напряжение пониженной частоты в четыре раза по отношению к входной а также по- высить надежность его запуска за счет исключения из устройства реле напряжения и тем самым избежания кратковременного короткого замыкания одной из вторичных обмоток замыкающими контактами указан- ного реле напряжения. Применение предлагаемого устройства в системах автоматики и телемеханики в качестве генератора сигналов нестандартной частоты с четырехфазным выводом позволяет значи- тельно упростить шифраторы и дешифраторы при одновременном повышении помехозащищенности рассматриваемых систем, благодаря наличию возможности

применения частотно-фазного кодирования сигналов.

Формула изобретения Ферромагнитный преобразователь частоты и числа фаз в четыре раза, содержащий три идентичных насыщающихся трансформатора, первичные обмотки которых соединены последовательно, образуя цепочку, соединенную с входными выводами для подключения источника однофазного переменного тока, их обмотки подмагничивания соединены последовательно, а вторичные обмотки соединены в звезду, диод и три линейных конденсатора, выводы одних обкладок которых объединены в общую точку, а выводы других - с соответствующими свободными выводами указанной звезды вторичных обмоток, образуя три феррорезо- нансных контура, причем общая точка соединения линейных конденсаторов и общие точки соединения этих конденсаторов с вторичными обмотками насыщающихся трансформаторов образуют выходные выводы для подключения многофазной нагрузки, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей повышения надежности запуска, дополнительно введен четвертый аналогичный насыщающийся трансформатор, первичная обмотка которого включена последовательно в цепь первичных обмоток основных трансформаторов, его обмотка подмагничивания соединена последовательно с обмотками подмагничивания основных трансформаторов, образуя цепочку, параллельно которой включен указанный диод, а вторичная обмотка одним выводом подключена к общей точке звезды вторичных обмоток основных трансформаторов, а другим через дополнительно введенный четвертый линейный конденсатор к указанной общей точке соединения основных конденсаторов, образуя четвертый ферроре- зонансный контур.

-$ ftf

Использование- изобретение может найти применение в качестве источника питания в устройствах автоматики и телемеханики. Сущность изобретения устройство содержит насыщающиеся трансформаторы 1-4, первичные обмотки 5 которых соединены последовательно и подключены к входным выводам 6.7, обмотки подмагничива- ния 8 соединены в цепочку, зашунтирован- ную диодом 9, вторичные обмотки 10 соединены в звезду, концы которой образуют выходные выводы, а через конденсаторы 12-15 эти концы соединены с нулевым выводом 16 Указанное выполнение устройства обеспечивает деление частоты в четыре раза при одновременном умножении числа фаз с той же кратностью. Каждая из вторичных обмоток 10 представляет собой нелинейную индуктивность. Изменение во времени нелинейной индуктивности приводит к мягкому возбуждению в феррорезо- нансных контурах автопараметрических колебаний с частотой 12,5 Гц, имеющих фазовые сдвиги относительно друг друга на 90d, при этом, так как вторичные обмотки включены встречно, то основная гармоника на выходе исключается и на нагрузку подается симметричное четырехфазное напряжение 2 ил.

17

/8

/9

а

/6

Ufa

Фиг.1

U8

UAO

во

Uco

Фи2.2

UDO