Трехфазный умножитель частоты Советский патент 1980 года по МПК H02M5/16 

1

Изобретение относится к преобразователям частоты, конкретно к умножителям трансформаторного типа . Умножители частоты 200 Гц нашли широкое применение в различных областях техники. Они используются для индукционного нагрева, для сварки в выпрямительных установках, для питания люминесцентных светильников, радиоаппаратуры, устройств автоматики, в качестве источников питания к стенкам электроэрозионной: обработки. Широко применяются умножители данного типа в промышленности и сельском хозяйстве для питания быстроходных двигателей, в частности двигателей различных инструментов, стригальных машин и т.д.

Известный умножитель частоты в 4 раза имеет большой вес активных материалов, большое количество ферромагнитных элементов, наблюдается модуляция выходного напряжения и ограричен диапазон регулирования.

Предлагаемое изобретение представляет собой развитие предложения по авторскому свидетельству К 549868. В основном авторском свидетельстве трехфазный умножитель

; частоты содержит трансформатор, на стержнях : которого расположены первичные и вторичные обмотки, тиристоры и фазосдвигаюший блок; при этом на каждом стержне имеются четыре первичные обмотки, объединенные в две пары, каждая из которых замкнута на пару согласно включенных тиристоров; общие точки соединения тиристоров первой и второй пар и обмоток второй пары подключены °

в соответствии с прямой последовательностью чередования фаз к входным фазным зажимам, а обшая точка соединения обмоток первой пары подключена к нулевому входному зажиму.

Целью изобретения является получение учетверенной частоты на базе трехфазного умножителя частоты по авторскому свидетельству N 549868.

Указанная цель достигается тем, что в трехJQ фазном умножителе частоты по авторскому свидетельству N 549868 каждый стержень трансформатора срабжен третьей парой обмоток, замкнутых на пару соглдсно включенных тиристоров, а первая пара обмоток замкну3та на два дополнительно введенных согласно включенных тиристора, причем полярность обмоток третьей пары противоположна полярности обмоток двух других пар, общие точки соединения дополнительных тиристоров первой пары, тиристоров третьей пары и обмоток третъей пары подключены к выходным выводам дополнительно введенного фазосдвигающего автотрансформатора в соответствии с прямой последовательностью чередования фаз. На фиг. 1 представлена принци.пиальная схема умножителя частоты в четыре раза с однофазным выходом; на фиг. 2 - принципиальная схема умножителя частоты в четыре раза с трехфазным выходом; на фиг. 3 приведены кривые изменения напряжения; на фиг. 4 дана схема фазосдвигающего автотрансформатора. Умножитель, представленный на фиг. 1, состоит из тиристоров 1-8, сердечника 9 бро нового или стержневого типа, на котором расположены первичные обмотки 10-15 и вторичная 16. Управление тиристорами осуществляется от фазосдвигающего устройства 17. На первичные обмотки подаются фазные напряжения 1),..,, сдвинутые на угол 31/4 и линейные Up., Ugj., сдвинутые на тот же угол. Соответствующие фазнь1е и линейные напряжения- сдвинуты на угол 71/2,. Кривые изменения этих напрях ений во вре мени показаны на фиг. 3, где 1, 2 - соОт-. ветствующйе линейные, а 3, 4 - фазные напряжения. При положительных значениях напряжения на тиристорах они открываются во время подачи управляющих импульсов от фазосдвигающего устройства 17. При уменьщенИи тока тиристоров до величины меньщей величины тока удержания тиристоры закрываются. Угол горения тиристора не должен превышать угла ЗС/4 в противном случае нару шается нормальная работа умножителя. Сдвиг напряжения осуществляется с помощью фазосдвигающего автотрансформатора, показано на фиг. 4. Он состоит из трехстерж невого трансформатора с обмотками 18, 19 и 20, числа:витков, которых относятся как 0,316:0,815:0,185. Фазосдвигающий автотрансформатор рассчитывается на половинную мощ ность умножителя частоты. На фиг. 3 напряжение, получаемое в умножителе от сети и 2 имеет одНу полярность, а напряжение, получаемое от фазосдвигающего устройства, - противоположную полярность и Таким образом, при полярности обмоток, показанной на фиг. 1, на обмотках трансформатора 9 наводится напряжение учетверенной частоты. Изменением угла горения тиристоров ожно плавно регулировать выходное напряжеие умножителя от О до максимальной величины, обусловленной коэффициентом трансформации, что видно из фиг. .3. Специальной подстройкой фазы управляющих импульсов устраняется модуляция выходного напряжения. Данная схема не требует для гашения тиристоров специального коммутирующего устройства; коммутация осуществляется естественным образом, и поэтому данный умножитель частоты можно отнести к умножителям с непосредственной связью с сетью. Кривые выходного напряжения, приведенные на фиг. 3, построены при допущении, что тиристоры включаются мгновенно при подаче управляющих импульсов, а ЭДС самоиндукции отсутствует. Действительная кривая выходного натфяжения при холостом ходе несколько отличается от идеальной за счет ЭДС самоиндукции, а при активной нагрузке аналитическая и экспериментальная кривые практически одинаковы. Число витков обмоток 10, 11, 12 и 13 в 3 раза больше, чем в обмотках 14, 15, поэтому ток в обмотках 14, 15 больше, что необходимо учитывать при выборе сечения проводов обмоток. В случае необходимости пара обмоток 14, 15, подключенная к фазным напряжениям, может быть расчленена на две пары независимых обмоток. Умножитель с трехфазным выходом (см. фиг. 2) включает в себя три умножителя с однофазным выходом, выходные обмотки которого Могут быть соединены либо в звезду, либо треугольником, в связи с этим из линейных нaпpя keний исключаются третья и кратные трем гармоники. Формула изобретения Трехфазный умножитель частоты по авт.св. № 549868, о тл ич аю щ и.и с я тем, что, с целью получения учетверенной частоты, каждьш стержень трансформатора снабжен третьей парой обмоток, замкнутых на Пару согласно включенных тиристоров, а первая пара обмоток :имкнута на два .дополнительно введенных согласно включенных тиристора, причем полярность обмоток третьей пары противоположна полярности обмоток двух других diap, общие тонки соединения дополнительных тиристоров первой пары, тиристоров третьей пары и обмоток третьей пары подключены к выходным выводам дополнительно введенного фазосдвигаюцего автотрансформатора в соответствии с прямоГ последовательностью чередования фаз.

} I

%ix

/л//