Ферромагнитный преобразователь частоты Советский патент 1980 года по МПК H02M5/16 

Изобретение относится к ферромагеттным преобразователям частоты и может быть использовано, например, для питания разнообразных потребителей, частота пи- тавня которых отличается от частоты про мышленной сети в пелое или дробное число раз - электродвигателей, устройств индукционного нагрева, сварки, злектроэрозионной обработки, люминесцентных светильников и т.д. Известные ферромагнитные преобразователи частоты (умножители и делитеаи частоты как в целое, так и в дробное число раз) предстаЬляют собой своеобразные трансформаторные устройства с конденсаторами, преобразование частоуы: в которых происходит благодаря яв; ениям возникающим при насыщении их ферромагнитных сердечников 1 . . Недостатком известного ферромагнитного преобразователя частоты является НИЗКИЙ входной естественный коэффициент мощности и большая установленная мощное гь конденсаторов емкоЬтной компенсации в выходной и промежуточной цепях, 13 значит большой вес и габариты устройства (в сравнении, например, с обычным трансформатором равной в1 тходной мощности и той же :нагрузкой). Наиболее близким по технической сущности является ферромагнитный утроитепь частоты с трехфазным входом и однофазным выходом 21 . Преобразователь чаототы собирается из трех броневых или стержневых однофазных трансформаторов. ПервкЧная трехфазная цепь утроителя состоит из трех обмоток, соединенных звездой и размещенных на насыщенных сердечншсах. Вторичная цепь образована путем последовательного соединения вторичных обмоток. Входной коэффициент мощности утроителя невелик из-за большого потребления из сети намагничивающего тока. Поэтому при достаточной выходной мощности утроителя обязательно применение в первичной цепи косинусных конденсаторов, реактивная мощность которых превышает обычно в 2-3 раза мощность нагрузки. ..; 7i Недостатком известного преобразоватепя частоты является большая установленная мощность конденсаторов елжостей Чомпенсашга и несинусоидальная форма выходного напряжения. Целью изобрегения йёййетсй снижение установленной мощносгя онде еаторов и улучшение ф6р1Слы кривой выходного напряжения. Постаблённая nejii; достигается тем, что в ферроматнитном преобразователе частоты, содержащем трансформаторы с ферромагнитными сердечниками, несущими первичную и в1юрич ную обмотки с выводами, образующими Н вХвд, р-фааный выход и кфазвую яепь промежуто«гной частоты, конденсаторы емкостной компевзапии, обмоткитрансформаторов выпблнёньг из гапьваййческй не связанных лен г , разделенных диэлектриком, а каждый вывод рбМоткй соединен только с одной лентой. На . 1 приведена однокатушечная обмотка трйнсформаторяо о neWetiffaTip©Ъбразоьатепй частоты: на фиг. 2 - схема В1Ш10чёшя тчэрйтаоЙ обмотки; на (рг. 3 схема включения первичной обмбтки; на фиг. 4 - вариант выполнения элострической схемы пфеобразоватеяя частотьь Ферромаг1Я1Тный йреобразоватепь часTotbi содержит одно - или многокатушечную трансформаторного элемента состоящую из двух полос 1 и 2 алюми -&):Ч ыЛ-ЧОЕ- ЪППи 1 Ж1 ниевой или м эдной фолБги, разделенных тонкой изолирующей пленкой 3с высокой диэлектрической проницаемостью. Фольге вые полосы 1 и 2, образующиек а тушки BTOjMCHHoft : обмотки, гальванически не свя savbi. Аналогично выполненнб)е катушки первичной обмотки имеют гальваническую связь фольговых полос. Влияний распределенной емкости витков обмотки 4 и 5 «ШШЙй1й й йсШ$ЧёЩй посйёдоМтШШ или параллельно с обмоткой компенсирующих кондёяюаторов 67 7 и g --На 4жг. 4 приведена схема d)epppMarНитного преобразователя ча(рт6тыь трёхфазным входо 1 и однрфазнЬ1М выходом с применением фольговых обмоток. УстройtftBb сбстоит из гр1йс ЪйййШШ Йтх трпйс форматоров с насыщающимися сердечниками, каждый из которых содержит фояьгоЭквивалентная емкость первые обмо пси. винных обмоток образует звезду, тогда ягаК емкость вторичных обмотхэк оказывае ся вкЩчённой посл;ёдо&1тёлШо в пепи, , ,. - ...,...,.. Устройство работает следующим образом. o При подключении трехфазного входа преобразователя к сеги вследсгвие насыщения сердечников трансформаторов на зажимах выходной цепи, состоящей из последовательного соединения вторичных обмоток действует ЭДС тройной частоты и высших гармоник. ЭДС основной частоты исключается из выходного напряжения бпагоааря входному фазовому сдвигу на 120 . Напряжение, приложенное между полосаKffl фольги первичной обмотки, в любой тоте равно половине напряжения, , приложенного ко всей обмотке, поэток1у весь объем фольговой об.мотки равномер-. но используется как диэлектрик совмещенного конденсатора. Величина емкости этого конденсатора определяется геометрическими размерами обмотки и типом диэлектрика. При соединении вторичных обмоток трансформаторов в разомкнутый тразтольшпс их эквивалентная емкость осуществляет последовательную емкостную компенсацию, что позволяет уменьшить установленную мощность конденсаторов в схеме. Поскольку фольговая обмотка преобразователя одновременно представляет собой емкостную нагрузку для основной и всех высших гармоник, то это позволяет вводить емкостную компенсацию по каждой отдельно взятой гармонике, улучшая форму кривой выходного напряжений. ВелИчина эквивалентной емкости выходной обмотки преобразователя выбирается гак, чтобы обеспечить резонансный режим по гармоийсе выходной частоты. Формула изобретения Ферромагнитный преобразователь частоты, содержащий трансформаторы с ферромагнитными сердечниками, несущими первичную и вторичную обмотки с выводами, образующие, И-Фазный вход, р-фазнь1Й выхЬд и к-фазную цепь промежуточной частоты, конденсаторы емкостной компенсации в цепях разных частот, отличающийся тем, что, с целью снизкения установленной мощности конденса торов и улучшения формы кривой выходного напряжения, обмотки трансформаторов выполнены из двух гальванически не связанных лент фо;1ьги, разделенных диэлектриком, а каждый вывод обмотки соединен только с одной лентой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бамдас А, М, Кулинич В. А., Шапиро С, В. Статические электромагнитные

57145906

преобразователи частоты и чиспа фаз.2. Бамдас А. М. и др, ФерромагнигГосэнергоиздаг, М,-Л., 1961, с. 17,ные умножители частоты Энергия, 1968,

рис, 2-4.,с. 62, рис. 3-3.

Фиг-г

Фиг.З

11,

-® v

фuг.t