Ферромагнитный делитель частоты на два Советский патент 1979 года по МПК H02M5/16 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и .может быть использовано в качестве источника э.лектропитания потребителей переменного тока пониженной ч астоты, требующих регулирования или стабилизации подводимого напряжения.

Известны ферромагнитные делители частоты на два, выполненные на двух замкнутых ферромагнитных сердечниках 1, 2, 3, каждый из которых имеет первичную и вторичную обмотки, причем первичные обмотки обоих сердечников соединены между собой последовательно и согласно, а вторичные - последовательно и встречно.

Известны делителичастоты с регулируемой кратностью деления 4, 5|, выполненные на управляемых полупроводниковых вентилях, соединенных по определенной схеме и включаемых по некоторому закону.

Недостатком известных делителей частоты является то, что они не позволяют осуществить плавное регулирование выходного напряжения и имеют узкую область существования колебаний половинной частоты.

Целью изобретения является обеспечение регулирования выходного напряжения, расширение области устойчивой работы и повыщение КПД.

Для этого ферромагнитный делитель частоты на два, содержащий магнитопровод, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда с четырьмя окнами, расположенными на диагоналях квадрата передней грани параллелепипеда, первичную и вторичную обмотки, намотанные на среднюю часть магнитопровода взаимно перепендикулярно, и каждая из которых размещена в двух окнах, расположенных на одной диагонали, причем последовательно с первичной обмоткой включен вентиль, а параллельно вторичной - конденсатор возбуждения, дополнительно введена обмотка подмагничивания, которая подключена к источнику регулируемого постоянного тока и расположена в одном из окон вторичной обмотки, охватывая наружное ярмо магнитопровода 6.

На фиг. 1 изображен предлагаемый делитель; фиг. 2 - принципиальная схема.

Ферромагнитный делитель частоты на два содержит неуправляемый вентиль (диод) 1, магнитопровод 2, выполненный в виде прямоуго льного параллелепипеда, первичную 3 и вторичную 4 обйотки, конденсатор 5 возбуждения, нагрузку 6, обмотку 7 подмагничивания и источник 8 регулируемого постоянного тока. Первичная обмотка 3 через диод 1 ТЩЙМГ1ёМТГТ 1т1ГйТ уП1Гргаге-НноТо йаггр 5ГЖения, питающего делитель, а koHденсатор возбуждения 5 и нагрузка 6 под Ключены параллельно к зажимам вторичной обмотки 4. Магнитопровод делителя выполнен шихтованным из листов электротехнической сТаЛй сцелью уменьшения потерь на вихревые токй, ПЖсТт ы Шгн1 Тбпрбводай1лёют форму квадрата с четырьмя окнами для обмоток, расположенными симметрично на диа гоналях пластины. Первичная и вторичная обмоттси намотаны на среднюю часть магНйтопровода взаимно перпендикулярно и р1Г51аШШБГ мждЗя в двух ркнах, нахо.аящихся, на одной диагонали. Вторичная обмотка расположена ближе к сердечнику, первичная обмотка намотана сверху вторичной под прямым углом к ней. В одном из окон вторичной обмотки 4 уложена обмотка 7 подмагничивания таким образом, что она охватывает наружное ярмо магнитопровода. Обмотка подмагниттйванргя подключена кисточнику ретулиру емого постоянного тока. Делитель работает следующим образом. ПрГШдачё-Щ -гГё|)Ви«гную1хегГЕ гГ р М1ён ного напряжения питания в колебательном контуре, образованном вторичной обмоткой :и конденсатором, возникают субгарштаческие колебания 2-го порядка, и на обклад«i ifaS S i iicii1М та5НДе1 сато ра пбя влйёгся ИпрЖкение половинной частоты. ВбзНйКНШШй е этих колебаний объя снй Тся НалйчйШп раметрического резонанса в колебательном контуре, обусль1Жш5То те1т-одйЧГсттгшм1енеНием индуктивности вторичной обмотки. Ин -; 1 гйШостЁ йзмёняёт(:я;вслёДСтШё Шрио да б Утб ТТзТйененйя магНйт.НОгсг-состояния средней части магнитопровода, охваченного обмотками. ПёрШй ГеШбГ-ТГатзГё-ни-е магнитопровода обусШМёШ наличтей Т10стоянной составляющей перМчнОгб тока делителя, которая появляется бл ШШ 1р 8ентилю, включенному в цепь первичной обмотки. Напряжение основной первичной частоты во вторичной обмотке не Наводится, так как магнитные потоки обмоток распоЯоЖёньГ Взаимно перпендикулярно. Для регуЛирования выходного напряжения половинной частоты необходимо подать в обмотку подмагничи.вания постоянньш ток. Так как обмотка подматничивания создает постоянный по величине магнитный поток, направленный параллельно магнитному потоку вторичной обмотки, то имеет место сложение йагнйтнЫх потоков и вьйваннЬё этим перйбдиЧескбе нашщёние внещнего ярма магнитопровода. В результате уменьшается амплитуда патока половинной частоты и, Ждавательно, наведенная им ЭДС, приложенная к нагрузке. С увеличением тока подмагничивания наблюдается все большее насыщение ярма магнитопровода и уменьшение потока половинной частоты и соотШтственнО уменьщение выходного напряжения. Одновременно с эффектом регулирования наблюдается явление расширения области существования колебаний половинной частоты. ПриНаЛичит подмагничивания током дополнительной обмотки возникновение субгармонических колебаний происходит при ЖёИьЩИх значениях питающего напряжения и в более широком диапазоне изменения емкости конденсаторов. Таким обраЗоти, использование регулируемого поДмагниЧИвания с помощью дополнительной обмотКй позволяет осуществить стабилизацию напряжения на нагрузке при йзмеНёнййЖа гряжеНия питания, Либо вели чйНбг тока нагрузки, что, в конечном счете, приводит к увеличению КПД делителя. Эффект расширения области существования колебаний половинной частоты приводит к увеличению надежности его работы. Формула изобретения Ферромагнитный делитель частоты на два, содержащий магнитопровод, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда с четырьмя Окнами, расположенными на диагоналях квадрата передней грани параллёЛёпйпеДа, Первичную и вторичную обмотки, намотанные на среднюю часть магнитопровода взаимно перпендикулярно, и каждая Из которых размещена в двух окнах, расположенных на одной диагонали, причем последовательно с первичной обмоткой включен вентиль, а параллельно вторичной - конденсатор возбуждения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения регулирования выходного напряжения, расширения области устойчивой работы и повышения КПД, введена обмотка подмагничивания, которая подключена к источнику регулируемого постШнногОтОка и расположена в одном из окон вторичной обмотки, охватыбая наружШеярмо магнитопровода. Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе 1.Бамдас А. М . и др. Статические преобразователи частоты и числа фаз. Госэнергоиздат, 1961. 2.Бамдас А. М, и др. Ферромагнитные делители частоты. М., «Энергия, 1967, с. 7- 14., 3.Авитюшкин К. Г. Низкочастотный магнитный генератор. «Автоматика и телемеханика, № 6, 1952. 4.Авторское свидетельство СССР № 255399, кл. Н 02 М 5/16, 1967. 5.Патент Франции № 1552296, кл. Н 02 Р 1959. 6.Патент США № 2445857, кл. 321-68, 1968.