ПАТЕНТНО-ТЕХ:БИБЛИС hKA Советский патент 1970 года по МПК H02M5/00 H02M1/08 

Известен способ умножения частоты многофазного переменного нанряжения путем циклического подключения фаз питающего напряжения к нагрузке и с использованием естественной коммутации. Недостатком такого способа являются низкие энергетические показатели умножителя за счет плохого использования напряжения питающей сети.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что в каждый момент времени подключают нагрузку к таким двум питающим фазам многофазной системы, напряжение между которыми в момент подключения увеличивается, и переключают нагрузку на две другие фазы, напряжение между которыми в момент подключения убывает, причем переключение нагрузки с одной пары питающих фаз на другую ироизводится до момента, когда значения увеличивающегося и убывающего напряжений станут равными.

Нагрузка подключается ко всем парам фаз многофазной системы, имеющим нулевые значеиия напряжений в начале, а затем в конце полупериода выходного напряжения умножителя.

Па фиг. 1 и 2 представлены кривые напряжений, поясняющие сущность онисываемого способа; на фиг. 3 - пример иринцппиальпой электрической схемы (а) и поясняющие ее графики (бив).

Имеется т-фазная система переменных напряжений Ui-i, Ui-z, f/i-з ... частотой fi (фиг. 1). При помощи коммутирующего устройства (состоящего, например, из тиристоров) любой зажим выхода преобразователя, где формируется напряжение частотой f, может быть электрически соединен с любым из напряжений первичной /п-фазной системы. При этом вентили коммутатора могут быть

переведены во включенное состояние при наличии положительного напряжения на аноде посредством сигиала, подаваемого на электрод управления, а в выключенное - после перехода анодного тока через нуль. В момент

времени t отпираются вентили, соединяющие один конец нагрузки с фазовым напряжением f/i-2 , а другой - с фазовым напрялсением , разность которых увеличивается. Па нагрузке появляется положительная полуволна времени напряжения U, и в цепи нагрузки начинает протекать ток /2. В момент /а отпираются вентили, соединяющие нагрузку с фазовыми напряжениями /7 п , разность которых убывает. При этом ток нагруз3разность потенциалов; ток через вентили, связанные с нанряженнями и f/i-e прекращается, и вентили запираются отрицательным смещением иа аиоде. Соотношение между током нагрузки, реак-5 Т1ШНОСТЯМИ в цеии питающих иапряжений и оиережеиием момента времени tz по отношению к моменту времени /з должно быть таким, чтобы ранее работавшие веитили иолностью восстановили запирающие свойства к момеи-10 ту времени гз. Иапряжеиие между фазами н t/i-s убывает и к момеиту /4 спадает до нуля, а затем меняет знак. Вследствие этого ток /2, так как нагрузка имеет активно-иидуктивный15 характер, начиная с момента времени t, резко убывает, и в момент времени 4 прекращается. В момент времени 4 могут быть опять открыты вентили, соединяющие фазовые напря-20 жеиия и 1-1 и Ui- с нагрузкой, но обеспечивающие протекание тока обратного иаправления. Начиная с этого момента, формируется обратный полупериод выходного наиряжеиия DZ, и протекает ток /2- В момент25 времеин tj открываются веитили, соедиияющие нагрузку с фазовыми напрял :ениями Ui-2 н 1-4 , что ведет к запираиию ранее открытых вентилей и к переключению иагрузки иа убывающее наиряжеиие между фазами30 и . В момент времени 9 выходное иапрял еиие Uz достигает нулевого зиачеиия и затем измеияет зиак, а в момент /ю ток /г црекращается. Этим заверщается формирование полного периода выходного иаиряжения35 с более высокой частотой Следующие 2 периоды формируются от фазовых наиряжеиий - и 1-2, и 1-3 - LJi-5При иомощи оиисываемого способа могут40 быть использованы все области (т-1), находящиеся между кривыми иаиряжеиия многофазной системы. Нолучающиеся вторичные напряжения могут суммироваться через изолирующие траисформаторы. На фиг. 2, а по-45 казаны две группы областей I, II и III-V, отвечающие получению двух одиофазных иаиряжений, сдвииутых иа 90 эл. град., иа фиг. 2,6 - соответствующие им кривые иапряжений Ls-i и . Первичиые обмотки50 трансформаторов, схемные обмотки которых питаются от иаиряжений соответствующих груин областей, целесообразно соединять последовательно. Тогда ири одинаковом коэффициенте трансформации токи схемных обмо-55 ток будут равиы. Это обеспечивает протекание полного тока мелчду фазами, имеющими иаибольщую разность потеициалов, как, например, показано иа фиг. 1. Схема (фиг. 3, и) обеспечивает получение60 частоты 2 1,5/1. Она питается от щин 1-3 сети трехфазного переменного тока и состоит из вентилей 4 - 15, обесиечивающих двустороинюю проводимость, и трансформаторов 16 и 17. Выводы 18 - 21 первичных обмо-65 4 ток трансформаторов соединены с шинами соответственно через вентили 4 - 6, 7 - 9, 10 -12 и 13-15. На иервнчных обмотках трансформаторов за счет поочередной работы вентилей 4 - 9 и 10 -15 из трехфазного первичного напряжения частотой fi (фиг. 3, б) формируются два однофазных переменных напряжения t/u и . частотой l,5/i, взаимно сдвинутых на 90 эл. град. (фиг. 3, в). Схема работает следующим образом. В момеит времени t (фиг. 3,6) отпираются веитили 6 н 7, при этом ток проходит от вывода 18 к выводу 19. Форма напрялсеиия, возникающего на иервичной обмотке трансформатора 16, при таком способе управления показана пунктирными линиями на фиг. 3, в. В момент времени t навряжение между шинами / и 5 спадает до иуля, а затем меняет знак, и ток в обмотке трансформатора 16 прекращается. В момент времени /4 отиираются веитили , при этом ток ироходнт от вывода 19 к выводу 18, н иа обмотке возиикает наиряжеиие обратиой полярности, сиадающее к пулю к момеиту времеии t. Аналогично, путем отпирания соответствующих вентилей 10-15 в моменты времеии t2 и U и за счет спадания к иулю наиряжения к моменту времени 4 и ts формируется напряжение, сдвинутое на 90 эл. град, на обмотке траисформатора 17. С целью регулироваиия величииы выходиого иапряжения возможеи и несколько изменеииый режим работы вентилей 4-9 и 10- 15. Так, в момент времени i открываются вентили 5 и 7, а в момеит времени i/ перенимая ток с веитиля 5, - вентиль о. Аналогичио, в момент времеии 4 включаются вентили // и 15, а в момент времеии tz - вентиль 13, коммутируя с вентилем 15. В результате среднее значение выходного напряжения уменьшается без ухудшения коэффициента мощности (кривые, изображенные силошными линиями, на фиг. 3, б), Предмет изобретения 1. Способ умножения частоты многофазного перемениого иапряжеиия путем циклического подключения фаз нитающего наирялсеиия к нагрузке и с исиользованием естественной коммутации, отличающийся тем, что, с целью злучщеиия энергетических показателей умиожителя, в каждый момент времеии подключают нагрузку к таким двум питающим фазам миогофазиой системы, иапрял еиие которыми в момеит иодключеииЯ увеличивается, и переключают нагрузку на две другие фазы, напрял еиие между которыми в момент подключеиия убывает, причем переключеиие иагрузки с одной иары иитающих фаз иа другую производится до момеита, когда зиачеиия увеличивающегося и убываюи-,его наиряжений станут равными. 2. Сиособ ио и. 1, отличающийся тем, что,

целью максимального использования питаю 1СГО паиряжеиия, нагрузка подключается кс сем парам фаз многофазной системы, имеющим пулевые значения напряжении в начале, а затем в копне гголупериода выходного f aиряжения умножителя.

tsi

..,

-.-J%fc :-.-.-;#- I -..

..--

.; ,

.;.:.r

f---: j ;

- . 1,

3

- ,

( Xz-i

3 t, ts tjt is 7 te

7,3

75

9 W

71

wT ИХ vA 2S VA. w

2/

77

r r

I Hi II