Трехфазный умножитель частоты в к-раз Советский патент 1980 года по МПК H02M5/16 

(54) ТРЕХФАЗНЫЙ УМНОЖИТЕЛБ ЧАСТОТЫ Б К РАЗ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразователям частоты и может быть использовано апя питания напряжением повышенной частоты различных потребителей, например ручного электроинструмента .

Известны умножители частоты , построенные на насыщагацихся трансформаторах, в которых высшие гармоники, содержащиеся в несинусоидальных магнитных потоках сердечников, выдепяются с помощью соот. ветствугощего включения вторичных обмоток.

Известен также трехфазный умножитель частоты в К раз с многофазным выходом пвМ насыщающихся трансформаторах, в каждую фазу выходной звезды которого поспедовате.пьно вкгаочены вторичные обмотки не менее чем К 1 указанных трансформаторов, обеспечивающий улучше- . ние формы выходного напряжения .

Работа умножителя частоты основана на создании в сердечниках трансформаторов сямметричнойМ-фазной системы маг2

нитных потоков. Необходимая фаза магнитного потока каждого трансформатоса обеспечивается включением двух первичньк обмоток в разные фазы питающей епи.

Общая намагничивающая сила (и. с.); действующая в сердечнике, представляет собой геометрическую н. с, двух первичных обмоток, и их соотнощение за дает фазу магнитного потока. При равных токах намагничивашгй в фазах, что имеет место при симметричной нагрузке, соотношение н. с. двух первичных обмоток определяется только выбранным сооткоще- кием чисел витков. Несимметрия HarpiSKH вызывает нарушение cи мeтpии токов намагничивания и, следовательно, соотношений между н. с. первичных обмоток. В результате первоначальные фазовые сдвиги между потоками различных сердечников изменяются, что вызывает искажения формы выходного напряжения. Указанная особенность является недостатком известноiro устройства. Прототипом данного устройства является трехфазный ум1южитвпь частоты в К раз, содержащий Я насыщающихся трансформаторов вторичные обмотки которых образуют выходную звезоу, причем в каждую фазу звезды включены последовательно вторичные обмотки не менее чем К + 1 указанных трансформаторов 2l, Целыо изобретения является улучшение формы выходного напряжения при несимметричной нагрузке и упрощение устройства. Указанная цепь достигается тем, что в трехфазный умножитель частоты в К раз содержащий N насыщающихся трансформато ров, вторичные обмотки которых образуют выходную звезду, причем в каждую фазу звезды включены последовательно вторичные обмотки не менее чем Кц- 1 указанных трансформаторов, введены три линейных трансформатора, каждый из которых снабжен одной первичной и не более чемМ/2 вторичными обмотками, причем первичные обмотки линейных трансформаторов соедин©ны в треугольник и подкгаочены к входным выводам, а их вторичные обмотки связаны с включенными в многофазную звезду первичными обмотками насьшающихся трансформаторов так, что в цепь первичной обмотки каждого насьпцающегоея трансформатора включено поспеповатеп но по одной вторичной обмотке не более чем двух линейных трансформаторов. Кроме того, первичная обмотка каждого насы щающегося трансформатора связана с соот ветствующими вторичными обмотками линейных трансформаторов через последова, тельный дС-контур. На чертеже показана схема умножителя частоты в три раза с трехфазным выходом на девяти насыщающихся трансформаторах 1-9, сниженных первичными обмотками 10 с равными числами витков и вторичными обмотками 11. В общем случае трансформаторов может быть Я, и они могут иметь две вторичные обмотки с разным числом витков. Вторичные обмотки трансформаторов 1-3, 4-6 и 7-9, соединенные последовательно, включены в звезду с выходными клеммами Первичные обмотки 10 насыщающихся трансформаторов 1-9 связаны с одной или с авумя последовательно соединенными вторичными обмотками 12 линейньк трансформаторов 13, 14 и 15, первичные обмотт и 16 которых соегшнены в треугольник и пощсгаочены к соответствукхдим выводам А, В, С источников питания. При необходимости между вторичны ми обмотками 12 линейных трансформаторов и первичными обмотками 10 насыающихся трансформаторов включаются ограничительные сопротивления 17, показанные пунктиром. Умножитель работает следующим образом. С помощью линейных трансформаторов 1S-15 трехфазная система напряжений питающей сети преобразуется в симметричнуюН -фазную систему напряжений, имеющую взаимные фазовые сдвиги, равные 2it/N. Использование только двух, а не трех или более вторичных обмоток линейных трансформаторов обеспечивает упрощение умножителя. При условии, что внутренние сопротивления трансформаторов 13-15 и питающей сети пренебрежимо малы, величины этих фазовых сдвигов постоянные и не зависят от токов нагрузки. Благодаря этому в первичных обмотаах 10 насыщающихся трансформаторов 1-9 будет протекать симметричная N -фазная система токов с фиксированными сдвигами по фазе, также равными STi/N. При этом на их последовательно соединенных вторичных обмотках 11 будет наводиться система импульсов, временные интервалы между которыми будут строго соответствовать названному углу при любой, в том числе и несимметричной нагрузке. Указанное обстоятельство приводит к тому, что огибающая выходного напряжения каждой фазы умножителя будет иметь заранее заданную форму, не зависящую от степени несимметрии нагрузки. Поскольку трансформаторы 1-9 рабо- тают с сильным насьшением, в цепях их первичньк обмоток 10 следует предусмат ривать активные или реактивные ограничительные сопротивления 17. В ртде случаев роль таких сопротиачений могут вььполнять собственные индуктивности рассеяния трансформаторов. Наилучщие результаты получаются при использовании в качестве ограничительных элементов посяедовательных ЬС-контуров, настроенных в рёзонанс на частоту питающей сети. Резонансные контуры обеспечивают ограничение токов и в то же время не создают падений напряжения по первой гармонюсе. Ф О р мула изобретения 1. Трехфазный умножнтель частоты в К раз, содержащий К насыщакдцкхся трано57506

форматоров, вторичные обмотки которых образуют выходную звезоу, причем в кажцую фазу звезды включены последоватепьно вторичные обмотки не менее чем К + 1 указанных трансформаторов, о т п и ч а- j ю щ и и с я тем, что, с цепью улучшения формы выходного напряжения при несиммет. ричпной нагрузке и упрощения введены три линейных трансформатора, каждый из которых снабжен одной первичной и не более о 46MN/2 вторичными обмотками, причем первичные обмотки линейных трансформаторов соединены в треугольник и подключен к входным выводам, а их вторичные обмотки связаны с включенными в много- 5 фазную звезду первичными обмотками насыщаквдихся трансформаторов так, что в цепь первичной обмотки каждого насыша ,6.

ющегося трансформатора включено последовательно по одной вторичной обмо-псе не более чем двух линейных трансформаторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 502458, кл. Н 02 М 5/16, 1976.