Ферромагнитный учетверитель частоты Советский патент 1977 года по МПК H01F38/04 

(54) ФЕРРОМАГНИТНЫЙ УЧЕТВЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ней протекает намагничивающий ток только второй гармоники. МДС этого тока за счет нелинейности кривой намагничивания создает искаженный поток, гармонической составляю щей которого является поток четвертой гар- МОНИКИ. Мощность потока четвертой гармони ки прямо пропорциональна объему насыщенног магнитопровода. Следовательно, вывод ярма из режима насыщения за счет увеличения его сечения приводит к уменьшению мощноети потока четвертой гармоники. При создании самоподмагничивания током четвертой гармоники обмотки самоподмагничивания соединяются таким образом, что ЭДС второй гармоники по всем элементам в ней вычитается, а ЭДС четвертой гармоники скл дывается. При включении этой обмотки на конденсатор по ней начинает протекать ток выходной частоты, создающий дополнительну ЭДС выходной частоты. Процесс самоподмагничивания током заканчивается, когда наводимая ЭДС будет рав на падению напряжения цепи самоподмагничивания. Величина ЭДС определяется амплитудой потока по формуле; Ф- оу/ м -М.е.д. тока самоподмагничива- ния - магнитное сопротивление маг- нитопровода, -поток. Из формулы видно, что поток определяется величиной тока самоподмагничивания и магнитным сопротивлением. Ток самоподмагничивания находится в зависимости от магнитного сопротивления, так как от величины этого сопротивления зависит поток, а значит и ЭДС. Следовательно, величина магнитного сопротивления является определяющей. При уменьшении этого сопротивления поток возрастает, что вызывает увеличение выходной ЭДС, Магнитное сопротивление магнитопровода складывается из магнитного сопротивления ярма и магнитного сопротивления стержня. Из этих двух составляющих уменьшать можно только магнитное сопротивление ярма. Для этого ярмо выводится из магнитного насыщения путем увеличения его сечения. Магнитное сопротивление стержня уменьшать аналогичным способом нельзя, так как при этом уменьшится ЭДС. Сердечник маг нитопровода обязательно должен быть насыщен. В магнитопроводе учетверителя магнитные сопротивления стержня и ярма считаются включенными последовательно. Вывод ярма из режима насыщения (примерно до индукции, равной 1,5 тл) уменьшает его магнитвое сопротивление в 8-10 раз. Дальнейшее уменьшение индукции ярма не приводит к существенному уменьшению его сопротивления. Если индукция насыщения учетверителей равна максимум 2-2,2 тл, достаточно увеличить его сечение в 1,3 - 1,5 раза. Это соответст вует индукции в ярме 1,5 тл. Выводы из насыщения ярма путем увеличения его сечения до индукции, равной 1,5 тл, позволяет значительно уменьшить потери в магнитопроводе, а именно, при увеличении сечения ярма уменьшается магнитное сопротивление этого участка магнитопровода. Соответственно уменьшается и МДС для создания необходимой индукции в сердечнике. Следовательно, ток в обмотках, за исключением выходной, уменьшается, что позволяет уменьшить сечение проводов. А это означает, что уменьшается вес меди обмоточных проводов и потери в них, уменьшается ширина окна, что приводит к уменьшению длины ярма, а значит и дополнительному снижению потерь. Таким образом, увеличение сечения ярма по отношению к сечению стержня приводит к значительному снижению основных потерь в стали и меди, что влечет к увеличению КПД устройства до 80-85%. Кроме того, предложенное решение позволяет уменьшить нагрев ферромагнитного учетверителя частоты со стержневой трехфазной конструкцией магни- топровода. Снижение тока входных обмоток за счет увеличения сечения ярма приводит к снижению потребляемой реактивной мощности, а значит и к увеличению коэффициента мощности. Формула изобретения Ферромагнитный учетверитель частоты, содержащий шихтованный стержневой трехазный магнитопровод с магнитными перемычками и расположенными на нем входными и выходными обмотками, а также обмотками самоподмагничивания и подмагничива- ния, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, отношение площади сечения ярма к площади сердечника составляет 1,3 - 1,5. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе; 1.Бамдас А. М. и др. Ферромагнитные умножители частоты, М., Энергия, 1968г., стр. 20-21. 2.Автор, свид. СССР 154726: 172913, 177525, 331431; патенты Англии 126О444, США - 3555303.

П