Удвоитель частоты Советский патент 1975 года по МПК H02M5/16 

1

Известен удвоитель частоты, содержащий два трансформатора, один из которых имеет две группы первичных обмоток, а первичная обмотка другого включена в диагональ постоянного тока вентильного моста, и конденсаторы.

Предлагаемый удвоитель частоты отличается от известного тем что в два плеча моста включены пеночки, каждая из которых образована конденсатором и соответствующей обмоткой первой из указанных групп, причем параллельно каждому из этих конденсаторов подключен управляемый вентиль, соединенный последовательно с соответствующей обмоткой второй группы.

Такое выполнение удвоителя позволяет получить на выходе два напряжения удвоенной частоты при питании удвоителя от однофазного источника переменного напряжепия и упростить его схему.

Па фиг. 1 дана электрическая схема описываемого удвоителя частоты; на фиг. 2 - графики нанряжения питающей сети и намагничивающих токов в первичных обмотках трансформаторов; на фиг. 3 - векторная диаграмма выходных токов второй гармоники.

Удвоитель частоты состоит из двух трансформаторов 1 и 2. Первичная обмотка 3 трансформатора 1 включена в диагональ постояппого тока вентильного моста, образованного диодами 4-7. Трансформатор 2 имеет две группы первичных обмоток, одна из которых состоит из обмоток 8 и 9, а другая - из обмоток 10 и 11. Последовательно с вентилем 6 включена цепочка, состоящая из конденсатора 12 и обмотки 8, а последовательно с вентилем 5 - цепочка, состоящая из конденсатора 13 и обмоткп 10. Параллельно каждому из конденсаторов 12 и 13 подключены управляемые вентили 14 и 15, последовательно соединенные с обмотками 9 и 11, соответственно. Параллельно первичной обмотке трансформатора 1 включена цепочка, состоящая из вентиля 16, резистора 17 и выключателя 18, служащая для сглаживания кривой намагничивающего тока в трансформаторе 1 в то время, когда уменьщается зарядный ток через конденсатор, а управляемый вентиль еще не открыт. Конденсатор 19 совместно с индуктивпостью 20 трансформатора 1 и индуктивностью нагрузки создает контур, настроенный на двукратную частоту. Трансформатор 2 имеет также вторичную обмотку 21.

В установившемся режиме удвоитель работает следующим образом.

В первую четверть первой полуволны напряжения UAB сети управляемый вентиль 14 закрыт и конденсатор 12 заряжается через вентили 6 и 4, а также через первичные обмотки трансформаторов 1 и 2. Этот зарядный

ток показан на фиг. 2 положительным участком графика I. Так как конденсатор 12 заряжается через элементы, имеющие индуктивное сопротивление, то зарядный ток имеет сравнительно илавный иодъем. В то время, когда зарядный ток через конденсатор уменьшается, а управляемый вентиль еще не открыт, ток намагничивания в трансформаторе 1 (см. фиг. 2 график IV) поддерживается благодаря тому, что индуктивная э.д. с. во вторичной обмотке трансформатора создает ток через конденсатор 19 и сопротивление нагрузки. Если это окажется недостаточным, то выключателем 18 можно подключить диод 16 и регулируемое сопротивление 17. С открытием управляемого вентиля 14 заряд конденсатора 12 прекращается и начинается разряд его через обмотку 9. Разрядный ток изображен отрицательным участком графика I на фиг. 2.

Одновременно через открытый вентиль 14 и сопротивления индуктивности потоков рассеяния, а также через активные сопротивления первичных обмоток трансформатора 2 возобновляется ток от напряжения сети по первичной обмотке трансформатора 1 (см. график II на фиг. 2). Индуктивность намагничивания трансформатора 2 не создает сонротивления для этого тока, так как он входит в начало одной первичной обмотки трансформатора 2 и выходит из начала другой первичной обмотки трансформатора 2, при этом обе обмотки трансформатора 2 имеют одинаковое число витков.

Во второй полупериод напряжения UАВ сети процесс повторяется аналогично, но в нем участвуют вентили 7 и 5, конденсатор 13, управляемый вентиль 15, другая пара первичных обмоток трансформатора 2 и та же первичиая обмотка трансформатора 1. Для второго полупериода намагничивающие токи трансформаторов 1 и 2 показаны на фиг. 2 графиками III и IV.

Из графиков видно, что вторая гармоника в намагничивающем токе трансформатора 2 больше по величине и опережает вторую гармонику в намагничивающем токе трансформатора 1 на угол, близкий к 90 эл. град, (исчисление в градусах двукратной частоты). Вторичную обмотку трансформатора 2 можно разделить на части а и 5, причем часть b с обратной полярностью подсоединить последовательно со вторичной обмоткой трансформатора 1. Соответствующая векторная диаграмма показана на фиг. 3, где / - ток второй гармоники в трансформаторе 1, а/2 и

6/2 - доли а и & тока второй гармоники в трансформаторе 2. При таком соединении вторичных обмоток трансформаторов сдвиг фаз между токами двукратной частоты в обмотках двухфазного электродвигателя более

близок к 90 эл. град.

Поскольку в предлагаемом удвоителе частоты конденсаторы 12 и 13 заряжаются от сети с носледующим разрядом их на нагрузку (через обмотки трансформаторов), то это

улучшает коэффициент мощности сети, но регулирование коэффициента мощности не производится, так как угол открытого состояния управляемых вентилей определяется требованием получения сдвинутого по фазе напряжения двукратной частоты в трансформаторе 2.

Формула изобретения

Удвоитель частоты, содержащий два трансформатора, один из которых имеет две группы первичных обмоток, а первичная обмотка другого включена в диагональ постоянного тока вентильного моста, и конденсаторы, отличающийся тем, что, с целью получения на выходе двух напряжений удвоенной частоты при питании удвоителя от однофазного источника переменного напряжения и упрощения его схемы, в два плеча моста включены цепочки, каждая из .которых образована конденсатором и соответствующей обмоткой первой из указанных групп, причем параллельно каждому из этих конденсаторов подключен управляемый вентиль, соединенный

последовательно с соответствующей обмоткой второй группы.

-Ы,

Ы,

al

vi.Z