Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное Советский патент 1977 года по МПК H02M5/14 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОДНОФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЕ

характеристика возбудителя, а на фиг. 2,6 - амплитудная характеристика.

Как видно из фиг. 1, предлагаемое устройство состоит из секции возбудителя 1 с нанесенными электродами 2, секции генератора с тремя резонирушщими звеньями 3, 4, 5 с нанесенными электродами 6 и общего основания 7.

Торец секции возбудителя 1 и торцы трех резонирующих звеньев секции 3, 4, 5, генератора жестко скреплены с общим основанием 7 в виде металлического угольника, а противоположные торцы резонирующих звеньев связаны с секцией возбудителя в точках механических колебаний со сдвигом относительно друг друга на 120°.

Поскольку длина секции возбудителя соответствует одному периоду стоячей волны (360°), то указанные точки определяются делением длины волны на три равные части.

Трехстержневой сердечник выполнен на основе пьезокерамического материала, например типа ЦТС, с поперечно-поперечной поляризацией. Электроды нанесены любым из известных методов, например, напылением, вжиганием и т.д. Число электродов секции возбудителя выбрано из условия ее равномерного возбуждения (полуволнового), а число электродов (дискретных участков) резонирзтощих звеньев - из требований точности выходных напряжений преобразователя. Все электроды имеют прямоугольную форму.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на вход секции возбудителя переменного электрического сигнала в пьезоэлементе возникают механические колебания (прямой пьезоэффект), частота которых равна частоте приложенного напряжения.

Благодаря жесткой связи резонирующих звеньев с секцией возбудителя в точках механических колебаний,имеющих сдвиг между фазами в 120° (см. фиг. 2), на электродах резонирующих звеньев за счет обратного пьезоэффекта появляется переменное электрическое напряжение с той же частотой. Фаза этого напряжения совпадает с фазой механических колебаний, причем его величина зависит от ряда факторов (свойств пьезокерамического материала, типа колебаний, площади пластин и т.д.).

в результате, с электродов резонирующих звеньев снимаются три переменных напряжения со сдвигом между ними 120° и амплитудами, соответствующими фазовым сдвигам А;, А,, АЗ (см. фиг. 2). Выравниваются амплитуды напряжений подсоединением или отключением дискретных участков электродов 6 резонирующих звеньев. Обычно такое подключение осуществляется путем подпайки соединительных перемычек к электродам. Требуемая выходная мощность обеспечивается выбором размеров площадей резонирующих звеньев.

Паразитные колебания в предлагаемом преобразователе отсутствуют, так как устройство возбуждается на собственной резонансной частоте.

Таким образом,, предлагаемый преобразователь позволяет получить трехфазное напряжение из однофазного. При этом исключаются обмотки и другие элементы, что значительно снижает габариты и вес и существенно упрощает устройство.

Важным положительным свойством предложенного преобразователя является возможность работы в повыщенном диапазоне частот (например, ультразвуковом диапазоне), благодаря чему упрощаются вторичные цепи.

Формула изобретения

1.Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное, содержащий многостержневой сердечник, отличающийся тем, что, с целью распшрения функциональных возможностей, упрощения и уменьшения весогабаритных показателей, сердечник, вьшолненньш из поляризованного пьезокерамического материала с нанесенными на него электродами, состоит из секций возбудителя и генератора, причем стержни сердечника образуют резонирующие звенья генератора, жестко связанные своими противоположными торцами соответственно с секцией возбудителя и общим основанием, а связь резонирующих звеньев с возбудителем осуществлена в точках механических колебаний, сдвинутых по фазе друг относительно друга.

2.Преобразователь по п. 1,отличающийся тем, что, с целью выравнивания амплитуд выходных напряжений, электроды резонирующих звеньев разделены на дискретные участки, которые объединены в группы с общей площадью, обратно пропорциональной амплитуде колебания в точках возбуждения.

Фиг.2