Трехфазный умножитель частоты Советский патент 1981 года по МПК H02M5/16 

1

Р1зобретение относится к электротехнике, в частности к статическим ферромагнитным умножителям частоты, которые могут быть использованы в качестве трехфазных источников питания повышенной частоты электродвигателей переменного тока.

Известен трехфазный статический умножитель частоты трансформаторной (стержневой) конструкции, действие которого основано на выделении в виде ЭДС выходной обмотки какой-либо генерированной гармоники частотно-временного спектра пульсирующего поля в нелинейной ферромагнитной цепи |1.

Простота, прочность и надежность конструкции, относительная дешевизна отличают его от машинных и тиристорных умножителей частоты.

Педостатком умножителя являются невысокие энергетические показатели - коэффициент полезного действия, коэффициент мощности, вызванные значительным насьицением магнитопровода.

Известен также умножитель частоты, отличающийся повышенным коэффициентом полезного действия, надежностью и простотой конструкции. Он содержит две группы из шести однофазных трансформаторов на плоских шихтованных сердечниках и снабжен обмотками подмагничивания постоянным током и самонодмагничивания током двойной частоты. С целью повышения КПД н увеличения устойчивости режима первичные обмотки трансфор.маторов соединены в два неравноплечих зигзага с соотношением чисел витков зигзага Wi I №2 2,73, нулевые точкн которых связаны с нулевым потенциалом 2.

Наиболее близким к изобретению является трехфазный умножитель частоты, содержащий две грунны из шести однофазных трансформаторов, на стержнях которых расположены первичные обмотки, соединенные в два иеравноплечнх зигзага, нулевые точки которых связаны с нулевым потенциалом, вторичные обмотки, соединенные согласно-последовательно, обмотка самоподмагничивания двойной частотой, выполнеипая в виде секций, соединенных попарно встречно-носледовательно, образуя трн фазные цепи и две трехфазные группы конденсаторов, одна пз которых подключена к фазным выводам обмотки самоггодмагпичивания, а другая - к фазным выводам вторичных обмоток 3.

Однако в этом устройстве имеет место значительный расход активных материалов и сравнительно низкий КПД.

0 Целью изобретения является уменьшенис расхода аетлнпых материалов i повышение КПД. Указанная цель достягается тем, что в вышеописанном трехфазном умножителе частоты каждая из фазных цепей обмотки самонодмагничивання двойной частотой снабжена дополнительными аналогичными попарно- и встречно-последовательно включенными секциями, причем все секции объединены в две последовательно соединенные обмотки и включены полярно нротпвоноложно но отношению к гармоникам нулевой носледователыюсти. На чертеже изображена схема трехфазного умножителя частоты. Первичные обмотки Wi и W2 соединены в неравноплечий зигзаг. Отнои1ение витков илечей зигзага, расположенных на одном магнитопроводе, 2,73, что приводит при питании от первичной трехфазной системы к симметричной системе иотоков основной частоты во всех двенадцати магнитопроводах умножителя. Фазные цепи первичи:ых обмоток соедиионы в две трехфазные системы. Вторичные обмотки Уз соответствующих фаз умиожителя с -едицены последовательно и согласпо, тогда как обмотки самоподмагиичивапия } (W, W ) - последовательно и встреч1 о. Но если в обмотке | последовательно соединяются концы, то в обмотке , последовательно соединяются начала. Фазные цепи вторичиой обмотки соединены звездой, а фазные цепи обмотка, еамоподмагничивания - иоследоватслыюоткрытым треутольнико.1. К фазиым выводам обмоток 4 и G подключены трехфазные группы конденсаторов С| самоподмагпичиванпя и продольной и нонеречпой емкостной компенсацни Выводы обмотки 4 подключаются к источнику постояиного тока. Работа предлагаемого умножителя частоты совершениоаиалогична работе прототипа. Разделение обмотки самопод.магничивания двойной частотой на две части и сос-диненпе обмоток соответствующих фаз каждой из частей полярно противоположно по отиошеиию к гармоникам пулевой последовательности позволяет создать режим вынужденного намагиичивания по шестой гармоиике за счет последовательного соединения фазных цепей каждой из частей об.чотки. При этом иа выводах фазных цепей каждой из частей обмотки наводятся иротивоноложно направленные ЭДС шестой гармоники, что исключает ее появление па общих выводах обмотки и создает возхможиость для присоединения обмотки к источнику постоянного тока. Подключеиие к источнику постоянного тока обмотки самоподмагничиваиия позволяет исключить отдельную обмотку подмагкичивапия постоянным током, но вмеете с тем увелпчивает ток в об.мотке самоподмагничиванпя двойной частотой. Однако уменьшеппе веса умиожителя за счет псключеиия обмотки подмагпичиваиия превосходит увеличение веса обмотки самоиодмагиичиваиия двойиой частоты, так как сечение провода обмотки самоподмагпичивания определяется с учетом одиовременного действия как тока двойпой частоты, так и иостоянного тока но экв11 5але1ггному значению: 1з-- /1 -Г1т: где ID - иостоянный ток, F - ток самонодмагничиваиия. В результате общий эффект экономии меди составляет 10-12%. Одиовре.меипо это вызывает уменьшение иотерь в меди иа 10-12% и соответственно увеличивает коэффициент полезного действия. А умепьшение объема меди в окне .магнитопровода однофазного трансформатора позволяет уменьшить площадь окна н тем самым массу стали магиитопровода. Форм у л а и 3 о б р е т е н и я Трехфазный умножитель частоты, содержащий две группы из niecTn одиофазиых трансформаторов, иа стержнях которых расположены первичные обмотки, соединенные в два иеравноилечих зигзага, нулевые точкн которых связаны с пулевым потенциалом, вторичные обмотки, соединенные согласио-иоследовател1)Ио. обмотка самоподмагничивапия двойиой частотой, выиолиенная в виде секций, соединенных иоиарпо встречпо-иоследовательио, образуя три фазные цеии, и две трехфазные группы конденсаторов, одна из которых подключепа к фазным выводам обмотки еамоподмагничивания, а другая - к фазпым выводам вторичных обмоток о т л и ч а ю ш и йся тем, что, с целью уменьшения расхода активных материалов и повьпиепия КПД умножителя, каждая из фазных цеией обмоток самоподмагиичиваиия двойиой частотой снабжена дополиительными а1 алогпчными попарно встречно-последовательно включеппыми еекциями, прпчем все секции объедипепы в две последовательпо соедицеппые обмотки и включеиы полярио иротивоположпо по отиои1ению к гармоиикам нулевой иоследовательиости. Источники информации. принятые во внимание при экспертизе 1.Бамдас А. М. и др. Ферромагнитные миожители частоты. М., «Эиергия, 1968, . 6. 2.Бамдас А. М. и др. Статистические ерромагнитные умиожители частоты с саоиодмагиичиванпем иромежуточной гароникой потока. Труды ГНИ, т. 19, вып. 3, 1963. 3.Авторское свидетельство СССР 471642, кл. Н 02 М 5/16, 1971.

V, L