Преобразователь частоты Советский патент 1981 года по МПК H02M5/16 

-. . - , , .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к статическим элек. тромагнитным преобразователям частоты, и может быть использовано для индуктивного нагрева деталей, для питания магнитных усилителей, в вычислительных устройствах и устройствах телеизмерения .

Известен преобразователь частоты, который выполнен на двух сердечниках и содержит первичную обмотку, расположенную на каждом сердечнике, обьютку подмагничивания и вторичную обмотку умноженной частоты fl .

Недостатком такого преобразо&атёля является завышенный расход обмоточного провода и сложность конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь частоты/ содержа1аий два сердечника и секционированную обмотку . расположенную на обоих серДечииках. Отйоды нагрузочной обмотки, совмещенной с колебательной обмоткой, подключены к конденсатору .23 .

Однако известный преобразователь характеризуется повышенным расходом обмоточного провода и усложнением . конструкции.

Цель изобретения - уменьшение расхода обмоточного провода преобразователя и упрощение его конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователе Чс1стоты, выполненном на двух сердечниках с секционированной обмоткой , расположенной на каждом сердечнике, и отводы к нагрузке , обмотка выполнена в виде двух

10 параллельных ветвей, каждая из котог :рых содержит по две последовательно соединенных секции, при этом первая секция первой параллельной ветви и вторая секция второй паргшлёльной

15 ветви размещены на одном сердечнике, отводу подключены к середине кгикдой ветви обмотки.

На фиг 1 приведена конструктивная схема преобразователя частоты,ра20ботающего в режиме деления частоты иа фиг. 2 вариант преобразователя в режиме удвоения частоты.

Преобразователь частоты имеет два сердечника 1 и 2. Обмотка состой из

25 двух паргллельных ветвей , в каждую из котооых входят две последовательно-согласно включенные секции. Одну параллельную ветвь составляют секции 3 и 4, другую параллельную ветвь 30секции 5 и 6.

Первичное напряжение с частотой f подЕодится к зажимам 7 и 8 . К междукатушечным соединениям 9 и 10 первичной обмотки подсоединяются через дроссель 11 цепь подмагничивания и через конденсатор 12 цепь нагрузки 13.

Устройство работает следующим . образом.

Направление токаЗ частотой f . и магнитного потока Ф , созданного этим током, показаны для некоторого момента времени штриховыми линиями; направление тока подмагничивания Зд и магнитного потока подмагннчивания Фо - сплошными линиями.

Как видно из фиг. 2, по обмотке протекают токи 3 и Лд таким образом,что если переменная н.с. F катушек первого сердечника и постоянная н.с. F, этих же катушек намагничивают сердеч ник 1 в одном направлении, то в тот же момент времени во втором сердечнике Г и FP намагничивают его в противоположных направлениях. Следовательно, в каждый момент времени один из сердечников сильно насыщен , другой - работает при малых индукциях.

В ветвях, составленных из катушек 3 и 5, 6 и 4, катушки включены друг с другом последовательно-согласно, поэтому потокосцепления с указанными катушками равны сумме потокосцеплений. Значит, в ветвях, составленных из катушек 3 и 5, 6 и 4, индуктируются ЭДС удвоенной частоты f/j , а также ЭДС более высоких гармоник четного порядка. Но так как их амплитуды по сравнению с амплитудой ЭДС удвоенной частоты невелики, то основное значение, так же, как и в известных удвоителях,имеет ЭДС удвоенной частоты. Начала и концы ветвей, состоящих из катушек Зи 5, 6.и 4, представляют собой междукатушечные соединения 9 и 10, с которых снимается вторичное на1пряжение частоты fn , ровно в два раза большее частоты первичного напряжения, приложенного к зажимам 7 и 8.

Так же, как и в схемах известных удвоителей, дроссель 11 предотвращает шунтирование четных гармоник цепью подмагничивания, а конденсатор 12 в. цепи нагрузки является разделительным конденсатором.

Для варианта делителя частоты последовательно включенные между собой катушки 3 и 5 ,. составляющие относительно зажимов 9 и10 одну параллельную етвь, и катушкя 9 и б составляющие другую параллельную ветвь, включены между собой встречно по отношению к, первичному напряжению 0 и поэтому выполняют роль вторичной Обмотки.

При наличии подмагничивания обоих сердечников постоянной составляющей тока J с зажимов 9 и 10 снимается небольшая по величине ЭДС четных гарМОНИК, в,колебательном контуре образуется первоначальный импульс тока и, если конденсатор настроен в резо«анс на половинную частоту с KaTyu J KciMH 3 и 5/ 4 и б первичной обмотки, возникают мощные свободные колебания Так как частота этих колебаний не равна частоте первичного тока, то сердечники 1 и 2 насыцаются не одновременно, и в определенные промежутки времени коэффициент взаимоиндукции между первичной и вторичной обмотками не равен нулю. В эти промежутки времени и происходит передача энергии во вторичную цепь. Для того, чтобы не затухали колебания во вторичной цепи, необходимо, чтобы эта энергия подводилась в такт колебаниям вторичной цепи, т.е. равными порциями через равные доли периода вторичного тока. Это может происходить лишь в том случае, когда частота колебаний во вторичной цепи f, в целое число раз меньше частоты колебаний первичного напряжения f .

Источником реактивной мощности, необходимой для создания в сердечнике делителя силового магнитного потока , служащего для передачи энергии из первичной Цепи во вторичную, является конденсатор колебательного контура 12. Основная гармоника силовго потока создается в делителе в отличие от обычного трансформатора намагничивахзщим током вторичной обмотки, т.е. последовательно включенными между собой катушками 3 и 5 одной параллельной ветви и катушками 4 и 6 другой параллельной ветви.

Таким образом, в предлагаемом преобразователе одна обмотка выполняет функции четырех обмоток: первичной обмотки, обмотки подмагничивания, обмотки колебательного контура .и нагрузочной обмотки. Это упрощает изготовление делителя и уменьшает расход обмоточного провода примерно в полтора раза.

Формула изобретения

Преобразователь частоты, содержащий два сердечника и секционированну обмотку, расположенную на обоих сердечниках, и отводы к нагрузке, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения расхода обмоточного провода, обмотка выполнена в виде двух параллельных ветвей, каждс1Я из кото{зых содержит по две последовательно соединенных секции, при этом первая секция первой параллельной ветви и вторая секция второй параллельной ветви размещены на одном сердечнике , а отводы подключены к середине каждой ветви обмотки.

Источники информации/ .принятые so внимание при экспертизе 1. Нейман Л.Р.и Калантарова П.Л. теоретические основы электротехники.Т.2.М.-Л., ГЭИ, 1959, с.408, рис. 3-31

2 . Бамдас А .М ., Кулннич В .А .ц пиро В.А. .Статические электромагнитше преобразователи частоты и числа фаз. М.-Л,, ГЭИ, 1961, с. 74, рис. 5-2

j II II- J-L а