Магнитно-тиристорный умножитель частоты в четное число раз с непосредственной связью Советский патент 1980 года по МПК H02M5/27 

выполнена CO средней точкой, подключенной К нулевому выходному выводу магнитного преобразователя, к каждому из остальнегх выходных выводов которого под ключены пары тиристоров, объединенные между собой аноДом и катодом, причем про тивоположныё электроды тиристоров каждой пары подключены к разноименным концам первичной обмотки. На фиг. 1 представлена блок-схема маг Нйтнб-тйрксторнОгб умножителя частоты в -четное число раз с непосредственной связью; на фиг. 2 принципиальная электрическая схёйа умнбжитёля частбфы с кратнЪстВю умножения, равной восьми; на фиг. 3 - кривые выходных фазных напряжений ферромагнитного преобразователя числа фаз и кривая выходного напряжения умножителя частоты. Магнитно-тиристорный умножитель частоты в четное число раз с непосредственной связью (фиг. 1) содержит ферромагнитный преобразователь числа фаз 1,блоК тиристоров 2,выходной трансформатор 3.Вторичная обмотка трансформатора является выходом устройства. К выводам 4, 5 и 6 подается входное трехфазное напряжение с частотой сети, а с выводов 7 и 8 снимается выходное напряжение с частотой, в четное число раз 1вышё аст()ть1пйта1ШЯёгй напряжение. Ферромагнитный преобразователь числа фаз 1 магнитно-тиристорного умножителя частоты в восемь раз (фиг. 2) содержит три входнь1е фазные обмотки 9, 10 и 11 и условно обозначенные выходные фазные обмотки 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 и 19,--которые образованы соединением в зигзаг вторичных обмоток специального трансформа- тЪра с соответствующим, числом витков, размещенных на различных стержнях трехфазНОго магнитопровода. Он преобразует входную трехфазную систему напряжений в 8-фа 3Нуюнесимметричную систему этой же часготы. Угловые координаты этих фа% Йожно получить из 16-фазной симметричной системы напряжений путем выбора из каждых двух фаз,сдвинутых относительно друг друга на 180°, той,которая имеет меньший угол с ближайщей к ней входной фазой 9, 10 или 11. К каждой из выходных фазных обмоток (12-19) подключено по два тиристора. Очередность работы тиристоров (фиг. 2) следующая: 20-21-22-23-24-25-26- 27-28-29-30-31-32-33-34-35. При включении тиристора 20 в момент времени t, положительное напряжение фазы 12 прикладывается к началу полуобмотки 36 выходного трансформатора 3 и на выходной обмотке 37 формируется положительная полуволна выходного напряжения. После выключения тиристора 20 в Момент времени tjj, включают тиристор 21 и и положительное напряжение фазы 13 прикладывается к концу полуобмотки 38 выходного трансфор матора 3 и на его выходной обмотке 37 формируется отрицательная полуволна выходного напряжения. После выключения тиристора 21 в момент времени t j включают тиристор 22 и фаза 17 подключается опять к концу полуобмотки 38 выходного трансформатора 3. Поскольку знак напряжения фазы 17 в течение времени работы тиристора 22 отрицательный, то на выходной обмотке 37 формируется положительная полуволна выходного напряжения повышенной частоты. Формирование остальных полуволн выходного напряжения с учетом указанной выше очередности работы тиристоров показано на фиг. 3. Использование предлагаемых в изобретении схемных взаимосвязей позволяет значительно упростить конструкцию ферромаг- . нитного преобразователя числа фаз за счет снижения в два раза числа выходных фаз иуменьщения количества его обмоток. Так, например, для магнитно-тиристорного умножителя частоты в 8 раз количество обмоток снижено с 32-х до 17-ти по сравнению с выбранным прототипом. Учитывая, что типовая мощность ферромагнитных преобразователей числа фаз является функцией суммарного количества витков добавочных обмоток, снижение последних влечет за собой и уменьшение веса и габаритов блока преобразования числа фаз, а, следовательно, и в целом магнитно-тиристорного умножителя частоты, поскольку вес блока преобразования числа фаз составляет 70-80% веса всего магнитно-тиристорного умножителя частоты. Высокие энергетические показатели пред- ложенного устройства достигаются путем включения конденсаторов последовательно или параллельно нагрузке 4. Предлагаемый магнитно-тиристорный умножитель частоты в восемь раз с выходной мощностью 25 кВа в 1,6 раза легче такого же умножителя, изготовленного по схеме, аналогичной известной. Описанные умножители частоты в четное число раз снепосредственной связью могут быть использованы для питания высокочастотных нагрузок: индукционного нагрева металлов, авиационного электрооборудования (400 Гц), и в трехфазном варианте, состоящем из трех однофазных для Питания высокочастотных асинхронных двигателей 100 и 20р Гц при исходной 3-фазной сети 50 Гц. Формула изобретения Магнитно-тиристорный умножитель частотыв четное число раз с непосредственной связью, содержащий ферромагнитный преобразователь числа фаз с нулевым выходным выводом, вместе с остальными выходными выводами через тиристоры подключенный к первичной обмотке трансформатора, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения массы и габаритов, первичная обмотка трансформатора выполнена со средней точкой, подключенной к нулевому выходному выводу ферромагнитного преобразователя, к каждому из остальных выходных выводов которого подключены пары тиристоров, объединенные между собой анодом и катодом, причем противоположные электроды тиристоров каждой пары подключены к разноименным концам пер-, вичной обмотки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3715647, кл. 321-7, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 587574, кл. Н 02 М 5/22, 1971.

3.Лось Ю. А. Основные положения синтеза автотрансформаторных преобразователей числа фаз магнитно-тиристорных умножителей частоты с непосредственной связью«Тиристорные преобразователи частоты для индукционного нагрева металлов -Межвузовский научный сборник, № 7.

4.Гогинская Л. Э., Лось Ю. А. .Исследование процессов в тиристорных умножителях частоты с непосредственной связью при наличии емкостной компенсации.-Материалы пятой межвузовской научно технической конференции по применению тока повышенной частоты в сельском хозяйстве и отдельных отраслях промышленности. Орджоникидзе, 1974.

5.Шапиро С. В., Лось Ю. А. Магнитнвтиристорные умножители частоты в четное число раз с непосредственной связью.-«Тиристорные преобразователи частоты для индукционного нагрева металлов -Трудь УАИ, вып. 48, сб. 3.

Т f

4 5 6