ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ И НАПРЯЖЕНИЯ Советский патент 1970 года по МПК H02M5/04 

Известны преобразователи частоты и напряжения, содержащне тиристорный унравляемый выпрямитель, фильтр постоянного тока, инвертирующий каскад с выходным трансформатором, имеющим несколько вторичных обмоток, измерительный орган и чувствительный элемент, например транзистор. Однако такие преобразователи, как правило, содержат явно выраженный блок широтно-импульсной модуляции и низкочастотный трансформатор, что усложняет их устройство и увеличивает вес и габариты.

Описываемый преобразователь отличается от известных тем, что он снабжен дополнительным трансформатором, нервичные обмотки которого соединены последовательно с одной из вторичных обмоток выходного трансформатора и через двухполупериодный выпрямитель - с выходом чувствительного элемента, а вторичные обмотки включены в цепь управления тиристоров выпрямителя.

Такое выполнение преобразователя позволяет упростить его устройства, уменьшить вес и габариты и повысить надежность работы.

Для повыщения точности Б выходную цепь чувствительного элемента через другую вто 1ичную обмотку выходного трансформатора может быть подключен вспомогательный усилитель.

Преимущества нредлагае.мого преобразователя особенно очевидны при необходимости получения ца выходе нескольких различных уровней стабилизированных но величине иостоянных напряжений. В этом случае целесообразна работа инвертирующего каскада на максимально возмол ной частоте при прямоугольной форме волны его выходного напряжения, когда получение указанных уровней постоянных напряжений сводится к простому выпрямлению напряжений на соответствующих обмотках трансформатора инвертирующего каскада.

На фиг. 1 ноказан один из возможных вариантов выполнения описываемого преобразователя; на фиг. 2 - схема подключения выходной обмотки дополнительного трансформатора к тиристору; на фиг. 3 - схема подключения вспомогательного усилителя.

Питание преобразователя осуществляется от источника / переменного синусоидального, прямоугольного или другого тока частоты fi. Управляемый выпрямитель содержит тиристор 2, шунтирующий диод 3 и пусковую диодно-конденсаторную цепочку 4. Фильтр ностоянного тока выполнен в виде дросселя 5 и конденсатора 6. Инвертирующий каскад 7 с трансформатором 8 обеспечивает преобразование стабилизированного на конденсаторе 6 по/2. Этот каскад может быть выполнен по любой известной схеме, например по схеме Роера или любой ее модификации. В состав измерительного органа входят опорный элемент (стабилитрон) 9 и резисторы 10-12. Функции чувствительного элемента выполняет транзистор 13, в коллекторную цепь которого включены диоды 14 и 15, первичные обмотки донолнительного трансформатора 16 и обмотки трансформатора 8. Вторичная обмотка трансформатора 16 через резистор 17 подключена ко входу тиристора 2. В качестве нагрузок преобразователя могут использоваться нагрузка 18 переменного тока и нагрузки 19 постоянного тока.

В установившемся режиме напряжение на конденсаторе 6 фильтра практически постоянно и максимальное отклонение этого напряжения от номинального относительно невелико.

Если в некоторый момент времени тиристор 2 открыт и конденсатор 6 через дроссель 5 подзаряжается от источника / переменного тока, то в следующий момент времени напряжение на резисторе 12 измерительного органа превысит наирялсение опорного стабилитрона 9, и транзистор 13 перейдет в область отсечки. При этом цепь питания первичных обмоток трансформатора 16 прерывается, и управляюндие сигналы перестают поступать на вход тиристора 2. При изменении полярности напряжения источника / тиристор 2 через шунтирующий диод 3 закрывается, и энергия от этого источника не поступает в цепь питания преобразователя. Далее начинается подразряд конденсатора 6, а транзистор 13 но-прежнему остается закрытым. При очередном изменении полярности напряжения источника / к тиристору 2 прикладывается положительное анодное напряжение, однако, так как транзистор 13 закрыт, то тиристор 2 в течение части положительной полуволны источника 1 остается в состоянии «выключено. В тот момент, когда напряжение на конденсаторе 6 уменьшится настолько, что напряжение на резисторе 12

станет меньше, чем опорное напряжение стабилитрона 9, транзистор 13 начнет проводить ток, на вход тиристора 2 от трансформатора 16 поступят управляющие сигналы и этот тиристор перейдет в состояние «включено. Начнется очередной процесс подзаряда конденсатора 6.

Для увеличения чувствительности в выходной цепи чувствительного элемента 13 могут

быть использованы усилительный элеме 1т (транзистор) 20, резисторы 21 и 22, дополнительные диоды 23-26 и дополнительные обмотки трансформатора 8 (фиг. 3).

Управляемый вьшрямитель может быть выполней по любой известной схеме. Так, например, при питании преобразователя от трехфазного напряжения в схеме может быть использован общеизвестный трехфазный мостовой выпрямитель.

Предмет изобретения

1.Преобразователь частоты и напряжения, содержащий выпрямитель на тиристорах,

фильтр, инвертирующий каскад с выходным трансформатором, имеющим несколько вторичных обмоток, измерительный орган и чувствительный элемент, например транзистор,

отличающийся тем, что, с целью упрощения и повыщения надежности, он снабжен дополнительным трансформатором, первичные обмотки которого соединены последовательно с одной из вторичных обмоток выходного трансформатора и через двухполупериодный выпрямитель - с выходом чувствительного элемента, а вторичные обмотки включены в цепь управления тиристоров выпрямителя.

2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в выходную цепь чувствительного элемента через другую вторичную обмотку выходного трансформатора подключен вспомогательный усилитель.