УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ Советский патент 1968 года по МПК H02M5/16 

Известные умножители частоты, содержащие первичные, дополнительные и вторичные обмотки, не позволяют получать высокий или опережающий коэффициент регулируемой мощности.

С целью получения высокого или опережающего коэффициента регулируемой мощности предложен умножитель, в котором применены по числу первичных обмоток компенсаторы реактивной мощности, выполненные в виде двух параллельно включенных вентилей с искусственной коммутацией. Входными обмотками компенсаторов служат дополнительные обмотки умножителя, а выходные обмотки имеют общий магнитопровод со вторичной обмоткой умножителя.

На фиг. 1 представлена схема удвоителя частоты с однофазным выходом; на фиг. 2 - схема утроителя частоты с однофазным выходом и на фиг. 3 - схема удвоителя частоты с трехфазным выходом.

Удвоитель частоты с однофазным выходом содержит два компенсатора / и 2, представляющих собой короткозамкнутые выпрямители. Их выходные обмотки 3 имеют общий магнитопровод со вторичной обмоткой 4 удвоителя частоты. Основные вентили 5 и 5 каждого из компенсаторов отрегулированы в сторону опережения на угол, близкий к 90° 9л., поэтому коммутация их осуществляется

искусственно с помощью вентилей 7, 5 и коммутирующего конденсатора 9.

Если в какой-то момент времени горел вентиль 5, а конденсатор 9 был заряжен с указанной полярностью, то при зажигании вентиля 7, спустя несколько градусов после того, когда э.д.с. в цепи вентиля 5 прошла через положительный максимум, вентиль 5 погаснет, и постоянный ток, протекавший через

об.мотки 3 и 10 компенсатора 1, потечет через вентиль 7 и будет перезаряжать конденсатор 9. В процессе перезаряда полярность этого конденсатора изменится на обратную, в результате потенциал средней точки обмотки 10 будет становиться все более положительным. Когда он станет больше фазного напряжения, включится вентиль 6, в цепи которого в данный момент э.д.с. отрицательная, а вентиль 7 погаснет за счет запаса энергии

в обмотке 3. При этом ток, протекающий по обмотке 10, будет опережать напряжение на угол, близкий к 90° эл. Аналогичным образо.м осуществляется искусственная коммутация вентилей и в компенсаторе 2.

Обмотки 3 выполняют функции дросселей, на которые замкнуты накоротко по постоянному току короткозамкнутые выпрямители. Направление намагничивающих сил, создаваемых постоянной составляющей тока в этих стоянное подмагничивание трансформаторов. Переменное напряжение, приложенное к обмотке 3, имеет двойную частоту, причем гармоники намагничивающих сил двойной частоты совпадают по фазе благодаря применению схемы Скогта, так как напряжения в обмотках 10 сдвинуты между собой по фазе на 90° эл. Если подключить нагрузку к обмотке 4 удвоителя, то по ней будет протекать ток двойной частоты. Ток нагрузки двойной ча- Ю стоты трансформируется в первичную питающую сеть как трехфазный ток нормальной частоты благодаря переключениям, осуществляемым вентилями 5 и 5. В результате трехфазный ток, протекающий в питающей сети, 15 будет состоять из двух составляющих: реактивного опережающего тока и тока нагрузки, который может быть актноным или активноиндуктивным. При отсутствии нагрузки списанный преобразователь может выполнять 20 роль статического компенсатора реактивной мощности, причем величину этой реактивной мощности легко регулировать, смещая по фазе напряжение, подаваемое на управляющие электроды вентилей. При наличии на- 25 грузкн двойной частоты преобразователь выполняет функции статического компенсатора реактивной мощности и удвоителя частоты. На таком же принципе выполняются и утроители частоты (фиг. 2). В их схему вхо- 30 дят два короткозамкнутых выпрямителя 11, 12 с искусственной коммутацией вентилей 13, 14, 15, осуществляемой с помощью узла искусственной коммутации, образованного коммутирующей емкостью 16, коммутирующими 35 вентилями 17 и 18 и пусковым вентилем 19. При включении устройства вентиль 19 заряжает емкость 16, после чего перезаряд ее осуществляется через коммутирующие вентили 17 и 18 за счет запаса энергии в обмотках 20, 40 выполняющих роль дросселей. Намагничивающие силы этих обмоток по постоянному току скомпенсированы. На вто5ричной обмотке утроителя получается напряжение тройной частоты. Таким образом, устройство представляет собой утроитель частоты, совмеп.1;ениый с компенсатором реактивной мощности. В трехфазном удвоителе частоты, совмещенном с компенсатором реактивной мощности (фиг. 3), первичные обмотки соединены в треугольник и имеют общий магнитопровод с входными обмотками 21 короткозамкнутых выпрямителей 22, 23 и 24 с искусственной коммзтацией вентилей. На фиг. 3 показана полностью только одна ячейка выпрямителя 24 со схемой искусственной коммутации вентилей, аналогичная рассмотренной на фиг. 1. Короткозамкнутые выпрямители замкнуты накоротко по постоянному току на три обмотки 25, которые соединены в зигзаг с облютками 26 для ослабления постоянного подмагничивання. Со вторичных обмоток 27 удвоителя снимается трехфазный ток двойной частоты. Предлагаемые устройства умножителей частоты, совмещенные с компенсаторами реактивной мощности, в настоящее время могут найти применение в установках индукционного нагрева, а при трехфазном исполнении и в электроприводах. Предмет изобретения Умножитель частоты, содержащий первичные, дополнительные и вторичные обмотки, отличающийся тем, что, с целью нолучения высокого или опережающего коэффициента регулируемой мощности, применены по числу первичных обмоток умножителя компенсаторы реактивной мощности, выполненные в виде двух параллельно включенных вентилей с искусственной коммутацией, причем в качестве входных обмоток комненсаторов использованы дополнительные обмотки умножителя, а выходные обмотки комиенсаторов имеют общий магнитопровод со вторичной обмоткой умножителя.

LH.ir-z:m-rrr: j