Устройство для умножения частоты Советский патент 1934 года по МПК H03B19/10 

Во многих случаях необходимо бывает иметь переменный ток повышенной частоты (порядка 1000-10000 герц), например, для питания индукционных электрических печей и j. д. Предлагаемое устройство для умножения частоты с применением тиратронов дает возможность получать значительные мощности переменного тока повышенной частоты, причем работает эта схема с достаточно высоким коэфициентом полезного действия.

Сущность изобретения заключается .в том, что тиратроны разделены на несколько групп, которые включены последовательно друг с другом в источник питания анодов переменным током, каждая из каковых групп состоит из двух тиратронов, соединенных параллельно и навстречу друг другу, между которыми включена реактивная катушка, средняя точка которой и средняя точка цепи питания, образованная двумя конденсаторами, соединена с цепью использования; цепи сеток всех этих тиратронов питаются общим источником переменного тока той частоты, которую желательно получить в выходном контуре.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Тиратроны 5, 6, 7, 8 разделены, на две группы, KOTOpbie включены последовательно друг с другом в источник пи(358)

тания /, 2 переменным током. Каждая из этих групп состоит из двух тиратронов 5, 5 и 7, 8, соединенных параллельно и навстречу друг другу; между этими группами включена реактивная катушка 13. Средняя точка этой катушки и средняя точка цепи питания, образованная двумя конденсаторами, соединены с цепью использования (первичная обмотка трансформатора 14). Цепи сеток всех тиратронов питаются общим источником переменного тока 18 той частоты, которую желательно в выходном контуре.

Таким образом, на зажимы 7 и 2 подается переменный ток низкой частоты (например, 50 герц); с зажимов 15 снимается переменный ток повышенной частоты.

Принцип действия этой схемы аналогичен действию инвертерной схемы для преобразования постоянного тока в переменный с той только разницей, что в описываемой схеме во время одного полупериода, подаваемого на зажимы / и 2 переменного напряжения, работает одна пара тиратронов, например, 5 и 7; за время другого полупериода работают тиратроны б и 5, а тиратроны 5 и 7 бездействуют.

Рассмотрим работу этой схемы в течение какого-либо полупериода, подаваемого на зажимы / и 2 напряжения низкой частоты. Пусть в течение этого

полупериода на зажиме 7 плюс, а на зажиме 2 минус. К зажимам 18 подключен источник переменного напряжения повышенной частоты. Трансформаторами 9, 10, 11 и 12 это напряжение подается на сетки тиратронов. Напряжения на вторичных обмотках трансформаторов 9 и W находятся в фазе, напряжения трансформаторов 7/ и 72 также находятся в фазе одно с другим, но сдвинуты на 180° относительно напряжения трансформаторов 9 и W.

В какой-то момент времени трансформатор 9 подаст на сетку тиратрона 5 плюс, и последний начнет пропускать ток. На сетке тиратрона 7 в этот момент будет минус и он будет заперт.

На зажиме 7 был в это время, как уже было услрвлено, плюс, а на зажиме 2-минус, вследствие чего конденсаторы 3 и 4 были заряжены до какого-то потенциала. Теперь, когда тиратрон 5 начал пропускать ток, конденсатор 3 начигнает разряжаться, а конденсатор 4-заряжаться, причем эти зарядные и разрядные токи проходят через верхнюю половину дросселя 75 и первичную обмотку трансформатора J4. В следующий момент времени плюс подается на сетку тиратрона 7, а на сетку тиратрона 5 подается минус. Тиратрон 7 начнет пропускать ток, а тиратрон 5 запрется, так как ток, проходящий через тиратрон 7 и нижнюю половину дросселя 75, индуктирует на последнем обратное напряжение, которое и потушит тиратрон 5.

Теперь, когда будет разряжаться конденсатор 4, а конденсатор 5-заряжаться, ток через первичную обмотку трансформатора J4 будет течь уже в противоположном направлении.

Еще через полупериод подаваемого на зажим J8 напряжения зажжется тиратрон 5, а потухнет тиратрон 7 и так далее. Тиратроны б и 8 все то время, пока на зажиме 7 был плюс, а на зажиме 2-минус, участия в работе не принимали, так как в те моменты, когда на сетки их подавался плюс, на анодах у них был минус.

В следующий полупериод напряжения низкой частоты, когда на зажиме / будет минус, а на зажиме 2-плюс, тиратроны 5 и 7 будут бездействовать, а вступят в работу тиратроны 6 и 8, которые будут также поочередно заряжать и разряжать конденсаторы 3 и 4 через трансформатор f4.

Таким образом, в течение обоих полупериодов тока низкой частоты через трансформатор М будет протекать ток повыщенной частоты. Частота эта определяется частотой подаваемого на зажим 7( напряжения. Для того, чтобы получить наивысщий коэфициент полезного действия и по возможности близкую к синусоиде форму тока и напряжение на зажимах 75, желательно, чтобы собственная частота колебательного контура, составленного из емкостей конденсаторов 3 и 4 (емкости надо считать включенными параллельно), из самоиндукции дросселя 75 и самоиндукции рассеяния трансформатора 14, была близка к частоте переменного тока, который желают получить.

В этой схеме напряжение повышенной частоты получается как бы модулированным низкой частотой. Если это обстоятельство по каким-либо причинам окажется неудобным, то его легко избежать, применяя хотя бы три отдельных преобразовательных схемы, питаемые от разных фаз трехфазной сети. Если теперь выходные зажимы этих охам соединить последовательно, то результирующее напряжение повышенной частоты можно получить почти свободным от пульсаций.

На чертеже смещение на сетки тиратронов подается при помощи источников постоянного тока 16 (сопротивления 77 не дают сеточному току чрезмерно возрасти). Лучшие результаты можно получить, употребляя для смещения выпрямленное двуполупериодным выпрямителем, но несглаженное напряжение низкой частоты. В этом случае для каждого тиратрона придется поставить отдельный двуполупериоднь Й выпрямитель.

Предмет изобретения.

Устройство для умножения частоты при помощи тиратронов, отличающееся тем, что тиратроны разделены на несколько групп, которые включены последовательно друг с другом в источник питания анодов переменным током, каждая из каковых групп состоит из двух

тиратронов, соединенных параллельно и навстречу друг другу, между которыми реактивная катушка 13, средняя точка которой и средняя точка цепи питания, образованная двумя конденсаторами, соединены с цепью использования, цепи сеток всех каковых тиратронов питаются общим источником переменного тока той частоты, которую желательно получать в выходном контуре.