Удвоитель частоты Советский патент 1975 года по МПК H02M5/16 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулятора-м неременного напряжения, преобразователям частоты и числа фаз.

Известен удвоитель частоты, содержащий два двухобмоточных нелинейных ферромагнитных элемента, обмотки каждого из которых соединены согласно и включены в противоположные плечи моста. В одну из диагоналей моста включена нагрузка, в другую - источник напряжения сети. Такой удвоитель частоты имеет большую установленную мощность реактивных элементов, вследствие чего наблюдается большая инерционность. Кроме того, он недостаточно надежен в работе при активно-индуктивной нагрузке.

В целях повыщения быстродействия в предлагаемом удвоителе частоты параллельно одной из обмоток .каждого нелинейного ферромагнитного элемента подключены управляемые ключи, входы которых через распределитель импульсов соединены с выходом щиротно-ИМпульсного модулятора. Вход последнего подключен к выходу датчика перехода напряжения сети через нуль.

Чтобы повыснть надежность удвоителя частоты в работе, вход каждого на ключей через усилитель-формирователь соедннеп с дополнительной обмоткой соответствующего нелинейного ферромагнитного элемента, а параллельно нагрузке подключен ключевой элемент, вход которого соединен с выходом распределителя импульсов.

На чертеже показаиа схема предлагаемого

удвоителя частоты.

Удвоитель частоты содержит два нелинейных ферромагнитных элемента (сердечника) 1 и 2, на каждом из которых расположены две обмотки 3, 4 и 5, 6, соединенные по мостовой

схеме, причем обмотки каждого сердечника включены согласно в противоположные нлечи моста.

Параллельно одной пз обмоток сердечников установлены управляемые ключи 7, 8, выполпенные, например, на транзнсторах илн тиристорах. Ключи управляются от распределителя импульсов 9, который в завпспмости от полярности напряжения в сетн переводит сигналы с широтно-имнульсного модулятора 10 на

вход одного из ключей. Широтно-импульсный модулятор синхронизирован с напрял ением сети датчиком 11 нерехода напряжения сетн через нуль, при индуктивной нагрузке 12 параллельно ей устанавливается ключевой элемент 13. Сигнал управления па замыкание ключевого элемента нодается от распределн теля ц.мпульсов 9 в нрОМежутки време1Ш, си4 11а;1 отсутствует па ключах 7 и 8. Для обеснеченпя возврата реактивпой энергии нагрузкн 12 в есть при размыкании ключево го элемента в могиент насыщоп-гя серлечиикок необходимо дополнительно замкнуть управляемый ключ 7 или 8 в зависимости от полярности сети. С этой целью входы ключей через усилители-формирователи 14, 15 соедннеиь: с донолнительными обмотками 16, 17 сердечников 1, 2 соответственно.

Удвоитель частоты работает следуюии1м образом.

В начале каждого полуиериода синусоидального наиряжения сети датчик 1 1 формирует тактовый сигнал, который синхронизирует работу широтио-имнульсиого модулятора 0. Последний формирует унравляюн;ие нмнульсы, длительность которых соответствует величине сиг}1ала унравления, подаваемого на вход широтно-импульсного модулятора. Эти имнульсы поступают на распределитель имиульсов 9, который иодает их на управляемый ключ 7 или 8.

Если замыкается ключ 7, закорачивается первичная обмотка 3, расположенная на сердечнике 1, к нагрузке 12 и к обмоткам 5 и 6 сердечника 2 прикладывается напряжение сети.

В олределелный момент времени, определяемый длительностью импульса н протнои.мпульсного модулятора 10, ключ 7 размыкается. В этот момент напряжение на iarpy3i e 12 становится равным нулю, а на обмотках 3, 4 и 5, 6 оно становится равным половине напряжения сети.

При переходе нанряження сетн через нуль процессы повторяются.

При активно-индуктивной нагрузке 12 работа датчика II и широтно-имнульсного модулятора 10 не изменяется, а на распределитель импульсов 9 возлагается дополнительная функция формироваши сигналов для замыкания ключевого элемента 13 в моменты отсутствия сигналов на входах ключей 7 н 8.

При насьцценнн сердечника 2 с усилителяформнр015ате;1я 15 нодае1ея ciiiiia; на донолнительное замыкание к.люча 8, одновременно раз мыкается ключевой элемент 13. Ток иа1-рузкн 12 протекает по непи: нагрузка 12 - т1равляемый ключ 8 - сеть--об.мотка 6-нагрузка 12. Затем ток нзменяет полярность и протекает по обмоткам 5 и 6. При этом напряжение на нагрузке нзменяет свою полярность в момент дополнительного замыкания ключа 8. Далее процессы повторяются. На нагрузке, независимо от ее характера, формируется нанряжение, основная гармоника которого имеет удвоенную частоту по OTiiOHieiniio к

частоте сети.

П р е .4 м е т и 3 о б р е т е н н я

1.Удвоитель частоты, содержащий два двухобмоточных нелинейных ферромагнитных

элеме1гга, обмотки каждого из которых соединены согласно и включены в нротивоиоложные нлечи моста, в одну нз диагоналей KOTOpoio вк.1ючена , в .ipyryio - - liCTOHiniK иапряжеиия сети, отличающийся тем, что,

с целью повышения eio быстродействия, пара;1лельно одной нз обмоток каждого нелинейного ферромагнитного э.темента подк.чючены унравляемые к;почи, входы которьгч через распределитель импульсов соединены с выходо.м

ншротно-нмпульсного .модулятора, вход котоpoio соедииеи с выходом датчика перехода напряжения сети через нуль.

2.Удвоитель частоты по н. 1, отлнчаюи1 и и с я те.м, что, с целью повьипения его надежностн в работе, вход каждого из управляемых ключей через усилитель-формирователь соедннен с .чополннтельной обмоткой соответствующего нелннейного ферромагннт)юго элемента, а нараллельно на1 рузке подключен

ключевой элеме1гг, вход которого соедннен с выходом раснредел1ггеля импульсов.