ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ УШЕСТЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ Советский патент 1968 года по МПК H02M5/16 

Известен электромагнитный ушестеритель частоты, содержащий утроитель частоты с соединенными в звезду конденсаторами и дросселями и удвоитель частоты, первичные обмотки которого подключены к выходу утроителя частоты, а вторичные через согласующие элементы - к асинхронному двигателю. Такой ушестеритель имеет низкий к.п.д., большой вес и габариты.

Основными отличительными особенностями предлагаемого ушестерителя является то, что, с целью повышения к.п.д. и уменьшения веса и габаритов, он снабжен дополнительным конденсатором, подсоединенным ко входу удвоителя частоты, а в качестве согласующих элементов применены трансформаторы с насыщенными сердечниками.

На чертеже представлена принципиальная схема ушестерителя частоты.

Он содержит утроитель частоты 1 с соединенными в звезду конденсаторами 2, 3, 4 и дросселями 5, 6, 7 и удвоитель частоты 8, первичные обмотки 9 которого подключены к выходу утроителя частоты 1, а вторичные обмотки 10 через согласующие элементы 11 - к асинхронному двигателю. Включает он также дополнительный конденсатор 12, подсоединенный ко входу удвоителя частоты 8, а согласующие элементы 11 содержат трансформаторы 13, 14, 15 с насыщенными сердечниками.

Переключатель 16 служит для уменьшения числа витков дросселей 5-7 и подключения конденсатора 17 во входную цепь удвоителя 8 в режиме разгона двигателей. Конденсатор 18 является гасящим реактивным сопротивлением на входе выпрямительного моста 19 подмагничивания удвоителя 8. В последний входят два трансформатора 20 и 21.

Сглаживающий фильтр 22 моста 19 состоит из конденсаторов 23, 24 и дросселя 25.

Параллельно входу и выходу удвоителя 8 постоянно включены конденсаторы 12 и 26. Продольная компенсация и преобразование однофазного тока в трехфазный осуществляется конденсаторами 27, 28, 29 и трансформаторами 13-15.

Работает преобразователь частоты следующим образом.

На вход утроителя 1 подключается напряжение трехфазного тока частотой 50 гц. Утроенная частота (150 гц) подается во входную обмотку 9 удвоителя 8, которая с конденсатором 12 представляет контур в режиме феррорезонанса токов. Феррорезонансный контур в данном случае используется не для стабилизации напряжения, а для согласования каскадов с максимальной передаваемой мощностью и как фильтр, исключающий влияние высших гармоник на обмотку 9. Обмотка подмагничивания удвоителя совмещена с выходкой обмоткой 10 (удвоителя), а выпрямительный мост 19 через конденсатор 18 подключен к выходным зажимам утроителя 1 (с частотой 150 гц). Однофазное напряжение частотой 300 гц, получающееся на выходе удвоителя 8, конденсаторами 27-29 и трансформаторами 13-15 преобразуется в трехфазное той же частоты.

Конденсатор 26 повышает выходную мощность и обеспечивает стабильность работы преобразователя.

Форсированный режим (режим разгона двигателей до номинальных оборотов, т.е. до 18000 об/мин) осуществляется переводом переключателя 16 в положение «Пусковой режим». В этом случае в связи с тем, что параллельно конденсатору 12 подключается конденсатор 17, увеличивается насыщение дросселей 5-7 (уменьшением числа витков) и увеличивается емкость конденсаторов резонансного контура удвоителя 8.

Турбомолекулярный насос выполнен с двумя двигателями, которые в режиме разгона включаются с максимальным потреблением тока 6-7 а.

При выходе на номинальные обороты один двигатель отключается, и ток при номинальных оборотах составляет около 1 а.

Во время разгона при оборотах, близких к номинальным, один из двигателей отключается автоматически с одновременным изменением емкостей конденсаторов 27-29 и 17. После разгона преобразователь переводится в рабочий режим перестановкой переключателя 16 в положение «Рабочий режим».

Предлагаемая конструкция преобразователя может заменить с улучшением эксплуатационных качеств электромеханические преобразователи, а по сравнению с ранее разработанными статическими электромагнитными преобразователями частоты имеет следующие преимущества, позволяющие использовать его для питания турбомолекулярного насоса:

а) применение выходных трансформаторов 13-15 в режиме насыщения предотвращает самовозбуждение двигателей и переход их в генераторный режим, что позволяет вести разгон двигателей до номинальных оборотов;

б) применение насыщенных выходных трансформаторов 13-15 уменьшает зависимость выходных параметров преобразователя от изменения нагрузки;

в) использование явления феррорезонанса токов для согласования каскадов уменьшает в полтора раза сечение сердечников утроителя 1 и более чем в два раза сечение сердечников удвоителя 8;

г) благодаря тому, что выпрямительный мост 19 для подмагничивания включен через конденсатор во входную цепь удвоителя 8, достигается автоматическое регулирование тока подмагничивания и одновременно цепь подмагничивания является стабилизирующим контуром.

Электромагнитный ушестеритель частоты, содержащий утроитель частоты с соединенными в звезду конденсаторами и дросселями и удвоитель частоты, первичные обмотки которого подключены к выходу утроителя частоты, а вторичные через согласующие элементы - к асинхронному двигателю, отличающийся тем, что, с целью повышения к.п.д. и уменьшения веса и габаритов, он снабжен дополнительным конденсатором, подсоединенным ко входу удвоителя частоты, а в качестве согласующих элементов применены трансформаторы с насыщенными сердечниками.