(54) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника напряжения повышенной частоты.
Известны ферромагнитные умножители частоты, содержащие насыщенные ферромагнитные элементы и конденсаторы компенсации реактивной мощности 1.
Однако эти преобразователи частоты обладают большими массой и габаритами, низким КПД и неустойчивым режимом работы.
Наиболее близким к предлагаемому является умножитель частоты, содержащий последовательно соединенные каскады, выполненные, каждый, в виде двух трехфазных нелинейных элементов и двух трансформаторов, причем входы нелинейных элементов соединены с входными выводами для подключения источника питающего напряжения каждый из их выходов соединен с первичной обмоткой одного из трансформаторов, вторичные обмотки которого образуют выходные выводы. Использование в этом устройстве в качестве нелинейных элементов варикондов улучшает технико-экономические показатели 2.
Однако ввиду ограниченной величины емкости и мощности варикондов, высоких значений диэлектрических потерь, временной и температурной нестабильности параметров известный умножитель частоты обладает большой нестабильностью и малым КПД.
Применяемые в относительно мощных умножителях частоть батареи из варикондов повышают массу и габариты преобразователя.
Цель изобретения - повышение КПД, улучшение массо-габаритных показателей
10 и повышение устойчивости.
Поставленная цель достигается тем, что в умножителе частоты, содержащем последовательно соединенные каскады, выполненные, каждый, в виде двух трехфазных линейных элементов и двух трансформаторов причем входы нелинейных элементов соединены с входными выводами для подключения источника питающего напряжения, каждый из вь1ходов соединен с первичной обмоткой одного из трансформаторов, вторичные обмотки которого образуют выходные выводы, каждый каскад снабжен дополнительным нелинейным элементом и трансформатором, а все трансформаторы выполнены с двумя
первичными обмотками, причем каждый из нелинейных элементов состоит из двух диодных мостов, к выходу каждого из которых подключена соответствующая первичная обмотка одного трансформатора, входы первых диодных мостов все нелинейных элементов соединены с входными выводами для подключения системы линейных напряжений источника питания, входы вторых диодных мостов соединены с входными выводами для подключения системы фазных напряжений источника питания, сдвинутой на 90 эл. град, относительно системы линейных напряжений, одни вторичные обмотки всех трансформаторов соединены в звезду, образуя трехфазный выход, а другие - в открытый треугольник, образуя однофазный выход.
На чертеже схематически изображен предлагаемый умножитель.
Умножитель частоты содержит в каждом каскаде I три пары нелинейных элементов 2- 4 и три трансформатора 5-7, причем в качестве нелинейных элементов использованы диодные мосты 8 и 9, 10 и 11, 12 и 13. Каждая из двух первичных обмоток 14 и 15, 16 и 17, 18 и 19 трансформаторов подключена к выходу одного из диодных мостов. Первые мосты 8, 10 и 12 питаются трехфазной системой линейных напряжений, подводимых к входным выводам 20-22 от источника питающего напряжения, которым является предыдущий каскад или сеть (для первого каскада). Линейные напряжения подводятся к выводам 21 - 22, 22-20 и 20-21. Вторые мосты 9, 11 и 13 питаются сдвинутой на 90 эл. град, относительно системы линейных напряжений, системой фазных напряжений, подводимых к выводам 20-22. Вторичные обмотки трансформаторов 23-25 соединены в звезду, образуя трехфазный вывод 26-28 для подключения следующего каскада или трехфазной нагрузки, а обмотки 29-31 соединены в разомкнутый треугольник, образуя однофазный выход.
Для компенсации постоянной составляющей магнитного потока в сердечниках трансформаторов, обусловленной неравенством линейного и фазного напряжений, числа витков соответствующих первичных обмоток каждого трансформатора как 1 : 3.
Устройство работает следующим образом
Каскады l...k...n с трехфазным выходом умножают частоту в 2 раз. На промежуточных однофазных выходах получают частоту умножения в 3 X 2 раз. В каждой паре нелинейных элементов, например 2, напряжение одного моста 8 по отнощению к напряжению второго 9 сдвинуто на 90 эл. град. В магнитопрОБОде происходит вычитание намагничивающих сил, обусловленных выпрямленными напряжениями (токами). Результирующая намагничивающая сила представляет собой кривую удвоенной частоты треугольной формы. Основными гармониками такой кривой по отношению к частоте на входе каскада являются гармоники, кратные 2 и 3 X 2. А все три пары выпрямительных мостов создают трехфазную систему напряжений гармоник, кратных 2. При соединении вторичных обмоток трансформаторов в звезду получаем трехфазную систему напряжений с частотой в два раза больщей входной, при этом гармоники кратные 3x2 имеют нулевую последовательность фаз и токов не создают, а при соединении вторичных обмоток в разомкнутый треугольник трехфазные напряжения удвоенной частоты взаимно компенсируются и токов не создают, напряжения же нулевой последовательности фаз, частотой кратной 3x2, суммируются и создают ток с утроенным амплитудным-значением.
Трехфазная система напряжений удвоенной частоты подается на следующий каскад. Таким образом, умножитель частоты в 2 раз имеет унифицированные трехфазные вход и выход, что и позволяет производить
каскадное умножение частоты.
Использование вместо варикондов диодов позволяет повысить КПД умножителя до 0,8-0,9, создать мощные умножители, обладающие меньщими массами и габаритами. Отсутствие феррорезонансных цепей и нестабильных по параметрам варикондов позволяет создать умножитель более устойчивым в работе, а по сравнению с Т-образной схемой включения обмоток трансформаторов - с лучщей симметрией фаз, особенно
при изменяющейся величине нагрузки. Общая масса всех каскадов умножителя не превышает массы трансформатора соизмеримой мощности, питающегося напряжением с частотой сети.
Формула изобретения
Умножитель частоты, содержащий последовательно .соединенные каскады, выQ полненные, каждый, в виде двух трехфазных нелинейных элементов и двух трансформаторов, причем входы нелинейных элементов соединены с входными выводами для подключения источника питающего напряжения, каждый из их выводов соединен с первичной
5 обмоткой одного из трансформаторов, вторичные обмотки которого образуют выходные выводы, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, улучщения массо-габаритных показателей и повыщения устойчивости, каждый каскад снабжен дополнительными нелинейным элементом и трансформатором, а все трансформаторы выполнены с двумя первичными обмотками, причем каждый из нелинейных элементов состоит из двух диодных мостов, к выходу каждого из которых подключена соответствующая первичная обмотка одного трансформатора, входы первых диодных мостов всех нелинейных элементов соединены с входными выводами для подключения системы динейных напряжений источника питания, входы вторых диодных мостов соединены с выводами для подключения системы фазных напряжений источника питания, сдвинутой на 90 эл. град, относительно системы линейных напряжений, одни вторичные обмотки всех трансформаторов соединены в звезду, образуя трехфазный выход, а другие - в открытый треугольник, образуя однофазный выход.
Источники информации, принятые во внимание при кгм ртчс
