Преобразователь частоты Советский патент 1983 года по МПК H02M5/16 

() ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к элект|эотехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть испоЛ зовано в качестве источника питания различных электротехнических устПРйств током повышенной частоты. Известен преобразователь частоты на четырех ферромагнитных сердечниках которого расположены первичные, вторичные, а также обмотки подмагни чивания и самоподмагничивания, последние из которых замкнуты на конденсаторы 11. Данное устройство содержит большое количество (четыре) ферромагнитных сердечников, большое число обмоток подмагничивания и самоподмагничивания, а также необходим источник постоянного тока для питания обмоток подмагничивания. Кроме того, для питания устройства необходимо иметь два самостоятельных источника переменного тока, напряжения которых должны быть сдвинуты на 90 эл.град. Наиболее близким к предлагаемому) является преобразователь частоты, содержащий преобразующий трансформатор , на стержнях которого расположены первичная и втс ичная, соединенная с выходными выводами ( обмотю4, а также обмотка самоподмагничивания, соединенная с блоком уграаления, и двухполупериодный выпрямитель, вход которого соединен с выводами для подключения источника питающего напряжения, а его выход соединен с первичной обмоткой преобразующего Tpaiсформатора 2 . Однако известный прео азоват.ель имеет узкий предел преобразования частоты и недостаточно хорошую форму выходного напряжения. Цель изобретения- расширение гределов преобразования частоты и улучшение формы выходного напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе частоты, содержащем преобразующий трансформатор, на стержнях которого расположены первичная и вторичная, соединенная с выходi-wкм выводами, обмотки а также обмотка самоподмагничив ния, соединенная с блоком управления и двухполупериодный выпрямитель, вход которого соединен с выводами для подключения источника питающего напря жения, а его выход соединен с первичной обмоткой .преобразукяцего трансформатора, преобразуюи й трансформатор снабжен дополнительной первичной обмоткой, идентичной основной, и введен дополнительный двухполупериодный выпрямитель, вход которого соединен через фазосдвигающий элемент с выводакм для подключения источника питающего напряжения, а шйход с дополнительной первичной обмоткой. Кроме того, введены дополнительные выходные выводы, к которым через вве денный разделительный конденсатс э под ключена обмотка самоподмагничиванмя. К дополнительным «:1ходным выводам через разделительный конденсатор под ключена часть обмотки самоподмагничивания. На чертеже представлена схема пре образователя частоты. Преобразователь состоит из преобразующего трансформатора 1 с иеразвет вленным магнитопроводом,несущим на се бе две первичные идентичные обмотки 2 и 3 с выводами и.з средних точек, вторичную k и обмотку 5 самоподмагничивания, последняя из которых нагружена на блок управления, включающего конденсатор Ь, параллельно которому включена цепь, состоящая из дросселя (фильтра) 7, диода Ь и переменного резистора 9. Вывод для 1подключения источника 10 напряжения подключен к средней точке обмотки 2 непосредственно и к средней точке обмотки 3 через фазосдвигающий конденса тор 11. Вывод для подключения источника 12 напряжения подключен к началь ьым выводам первичных обмоток 2 и 3 через вентили 13 и 1А с прямой их проводимостью, направленной от вывода 12 к начальным выводам первичных обмоток. Тот же вывод 12 соединен с концевыг 1 выводами первичных обмоток через вентили 1Ь и 16 с их прямой проводимостью, направленной от концевых выводов первичных обмоток к выво9Ь ДУ 12. Во втором варианте устройства вторичная - выходная обмотка k отсутствует, а нагрузка подключается к обмотке 5 самоподмагничивания через разделительный конденсатор 17. Преобразователь частоты работает следующим образом. Однофазное напряжение исходной частоты, снимаемое с выводов 10 и 12 с помощью фа30сдвигающего конденсатора 11, преобразуется в двухфазное напряжение, сдвинутое одно относительно другого на 90 эл. град. Каждое порознь напряжение выпрямляется двухполупериодными выпpя 1тeля 1 и подаются на первичные обмотки преобразующего трансформатора Со сдвигомна 90 . В результате сложения магнитных потоков в маг нитопроводе образуется результирующее - суммарное магнитное поле, равное сумме магнитных полей, получаемых от токов в каждой первичной обмотке 2 и 3 преобразующего трансформатора 1. Выпрямленное двухполупериодное наг зяжение или ток в первичных обмотках , а также магнитный поток в магнитогч)оводе можНО представить рядом Фурье;., ограничившись по б-ой гармонике включительно. Тогда ток в первой первичной обмотке 2 и магнитный поток записан рядом Фурье: -т( cosbuJt-.... Ток во второй первичной обмотке 3 и магнитный поток в сердечнике магнитопровода, coздaвae ый током второй первичной обмотки, сдвинутый относительно первой на 90°, будет преде тазлен рядом Фурье следующего вида: (i iV + - --t05k( ) . ,5 I Суммарный магнитный поток в сэрдечнике магнитопровода будет равен сумме: 4Дт 6Am Э.3,0,с cos4ujt . J iSJJ Из полученного уравнения видно, что магнитный поток в сердечнике преобразующего трансформатора содержит

постоянную составляющую магнитного потока и переменную составляющую магнитного потока синусоидальной формы учетверенной частоты.

компенсации (устранения) постоянной составляющей магнитного потока служит компенсационная обмотка самоподмагничивания, создающая магнитный поток, равный и встречно направленный постоянному магнитному гютоку, обусловленному не синусоидальными токами в первичных обмотках преобразующего трансформатора. Ток самоподмагничивания в обмотке 5 регулируется переменным резистором 9, диод 8 служит для получения постоянного по напр авлению тока самоподмагничи вания дроссель 7 - для.сглаживания тока, конденсатор 6 - для подавления высших гармоник, а конденсатор доя развязки цепи нагрузки в случае при менения второго схемного варианта.

Принципиально, предлагаемое устройство остается пригодным и для получения удвоенной частоты, для

чего необходимо отключить от сети одную любую из первичных обмоток преобразующего трансформатора.

Преобразователь частоты имеет ряд существенных достоинств и по сравнению с известными : содержит всего лишь один преобразовате льный электромагнитный элемент, сравнительно малое количество Э1одоа и . вспомогательных элементов, позволяет греобразовывать первичную частоту в два и четыре раза, допускает каскадное применение для унножения частоты в еще большее число

раз, потому преобразователь частоты найдет широкое применение в различных электротехнических установках, в том числе и для питания газоразрядных ламп током повышенной частоты.

Формула изобретения 1. Преобразователь частоты, содержащий трансформатор, на стержнях которого расположены первичЯЪя и вторичная, соединенная с выходными выводами, обмотки, а также обмотка самоподмагничивания, соединенная с блоком управления, и двухполупериодный выпрякмтель, вход которого соединен с выводами для подключения источника питающего напряжения, а его выход соединен ,с первичной обмоткой преобра.зукяцего трансформатора, отличающийся тем, что, с целью расширения пределов преобразования частоты и улучшения формы выходного напряжения, преобразующий трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, идентичной основнсЛ, и введен дополнительный двухполупериодный выпрямитель, вход которого соединен через фазосдвигающий элемент с выводами для подключения источника питающего напряжения , а выход - с дополнительной п вичной обмоткой.

п. 1, отличающийся твм, что, с цельюеупрощения и улучшения фсфмы выходного напряжения, введены дополнительные выходные выводы, к которым через введенный разделительный конденсатор подключена обмотка самоподмагничивания.

п. 2, отличающий ся тем, что к дополнительным выходным выводам через разделительный конденсатор подключена часть обмотки самоподмагничивания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Авторское свидетельство СССР If 790086, кл. Н 02 М 5/16, 1978. 7.////// I 0 -I