Przedmiotem wynalazku jest sposób i uklad modelowania strumienia magnetycznego w magnetowodzie, znajdujace zastosowanie zwlaszcza do bezposredniego przetwarzania pradu zmiennego o jednej czestotliwosci na prad zmienny o innej czestotliwosci w automatycznych ukladach napedu elektrycznego.Z ksiazki R.Kurdziela pt. „Podstawy elektrotechniki", WNT, Warszawa, 1965 r.,znany jest sposób modelo¬ wania czestotliwosci strumienia magnetycznego w magnetowodzie, polegajacy na sumowaniu strumienia magne¬ tycznego wytwarzanego przez prad sinusoidalnie zmienny i strumienia magnetycznego wytwarzanego przez prad staly. Wypadkowy strumien magnetyczny ma przebieg odksztalcony, o duzej zawartosci harmonicznych, a przez filtrowanie uzyskuje sie sygnal o zadanej czestotliwosci. Uklad realizujacy znany sposób modelowania czestotli¬ wosci strumienia magnetycznego sklada sie z dwóch uzwojen, które sa nawiniete na megnetowód, przy czym jedno uzwojenie jest polaczone ze zródlem napiecia sinusoidalnie zmiennego, a drugie uzwojenie jest polaczone ze zródlem napiecia stalego. Sygnal wyjsciowy jest odbierany z uzwojenia wtórnego, sprzezonego z magnetowo- dem, przy czym wyjscie tego uzwojenia jest polaczone z ukladem filtrujacym zadana czestotliwosc.Niedogodnoscia znanego sposobu modelowania czestotliwosci strumienia magnetycznego jest mozliwosc uzyskania czestotliwosci w zakresie od wartosci bliskiej zero do okolo polowy czestotliwosci napiecia zasilaja¬ cego. Sprawnosc energetyczna ukladu jest bardzo niska i wynosi znacznie ponizej 50%, co wiaze sie z konieczno¬ scia znacznego nasycenia magnetowodu. Uniemozliwia to stosowanie tego rozwiazania w ukladach zasilania urzadzen elektrycznych energia o zadanej czestotliwosci.Istota sposobu wedlug wynalazku polega na sumowaniu co najmniej trzech strumieni magnetycznych wytwarzanych przez prady o okresowych przebiegach, bedacych przesunietymi wzgledem siebie w czasie wycin¬ kami sinusoid. Dobór ilosci sumowanych strumieni, czasu przeplywu pradów oraz czasowego przesuniecia mie¬ dzy pradami umozliwia wytworzenie strumienia magnetycznego o czestotliwosci od 60% do 200% cze^todiwosti strumieni magnetycznych wytwarzanych przez poszczególne prady. Istota ukladu wedlug wynalazku polega na tym, ze co najmniej trzy uzwojenia nawiniete na magnetowód sa polaczone ze soba i poprzez sterowniki z wielo¬ fazowym zródlem napiec sinusoidalnie zmiennych. Uzwojenia sa polaczone ze soba w gwiazde lub w trójkat.2 113113 Korzystne jest wykonanie sterowników w postaci odwrotnie równoleglego ukladu polaczer; tranzystorów albo w postaci symetrycznych tyrystorów.Sposób i uklad modelowania strumienia magnetycznego wedlug wynalazku umozliwiaja bezposrednie prze¬ twarzanie energii elektrycznej o danej czestotliwosci na energie elektryczna o zadanej czestotliwosci, przy spraw¬ nosci co najmniej 80%. Wynika to z mozliwosci pelnego wykorzystania magnetowodu. Zmodulowana czestotli¬ wosc osiaga wartosci zarówno nizsze, jak i wyzsze od czestotliwosci napiec zasilajacych uklad. Ponadto przebieg zmodulowanego strumienia magnetycznego nie zawiera skladowej stalej, ma stosunkowo niewielka zawartosc harmonicznych, a to wplywa korzystnie na prace odbiorników wspólpracujacych z ukladem wedlug wynalazku.Stosujac jako uzwojenia zasilajace ukladu dzielone uzwojenia maszyny elektrycznej uzyskuje sie mozliwosc bezposredniego regulowania obrotów maszyny w szerokich granicach, co stanowi istotna zalete przy wykorzysta¬ niu wynalazku w automatycznych ukladach napedu elektrycznego.Przedmiot wynalazku jest objasniony w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowy ukladu modelowania czestotliwosci strumienia magnetycznego w magnetowodzie, którego Uzwojenia zasilajace sa polaczone w trójkat, fig. 2 - wykres przebiegów napiec zasilajacych, fig. 3 - wykres przebiegów pradów zasilajacych uzwojenia, bedacych jednoczesnie przebiegami amperozwojów poszczególnych uzwojen, fig. 4 — wykres przebiegu amperozwojów wypadkowych magnetowodu, bedacych suma amperozwojów wszystkich uzwojen, fig. 5 — wykres przebiegu zmodulowanego strumienia magnetycznego, fig. 6 — wykres przebiegu napiecia indukowanego we wtórnym uzwojeniu magnetowodu, fig. 7 — schemat ideowy ukladu mode¬ lowania czestotliwosci strumienia magnetycznego w magnetowodzie, wyposazonego w szesc uzwojen zasilajacych polaczonych w gwiazde, fig. 8 — wykres przebiegów napiec zasilajacych, fig. 9 — wykres przebiegów pradów w uzwojeniach zasilajacych* fig. 10 — wykres przebiegów amperozwojów poszczególnych uzwojen, fig. 11 — wykres przebiegu amperozwojów wypadkowych magnetowodu, o czestotliwosci równej 6/5 czestotliwosci na¬ piec zasilajacych, fig. 12 — wykres przebiegu zmodulowanego strumienia magnetycznego w magnetowodzie, fig. 13 — wykres przebiegu napiecia indukowanego w uzwojeniu wtórnym magnetowodu, fig. 14 — wykres prze¬ biegów pradów w uzwojeniach zasilajacych, dla których czestotliwosc strumienia zmodelowanego wynosi 3/2 czestotliwosci napiec zasilajacych, fig. 15 — wykres przebiegów amperozwojów uzwojen zasilajacych, dla których czestotliwosc strumienia zmodelowanego wynosi 3/2 czestotliwosci napiec zasilajacych, fig. 16 — wykres ampe¬ rozwojów wypadkowych magnetowodu, fig. 17 — wykres przebiegu zmodulowanego strumienia magnetycznego, a fig. 18 — wykres przebiegu napiecia indukowanego w uzwojeniu wtórnym magnetowodu.Przyklad I. Uklad modelowania czestotliwosci strumienia magnetycznego sklada sie z trzech zasila¬ jacych uzwojen 1, 2, 3, nawinietych na magnetowodzie 4, oraz z trzech sterowników 5, polaczonych ze steruja¬ cym czlonem 6. Kazde z zasilajacych uzwojen 1, 2, 3 jest polaczone szeregowo z oddzielnym sterownikiem 5, atak utworzone galezie sa polaczone ze soba w trójkat i dolaczone do trójprzewodowej, trójfazowej sieci zasilajacej. Kazdy ze sterowników 5 sklada sie z dwóch tranzystorów, których emitery sa polaczone z kolektora¬ mi, tworzac uklad odwrotnie równolegly, a na bazy tranzystorów sa podawane impulsy sterujace. Sterujacy czlon 6 jest zbudowany w postaci typowego ukladu, skladajacego sie z czlonu wytwarzajacego impulsy synchro¬ niczne z czestotliwoscia napiec sieci trójfazowej, licznika impulsów oraz deszyfratora polaczonego z wyjsciowy¬ mi wzmacniaczami mocy. Na magnetowodzie 4 jest ponadto nawiniete wtórne uzwojenie 7, zbocznikowane odbiornikiem 8.Powyzszy uklad realizuje sposób modelowania czestotliwosci strumienia magnetycznego wedlug wynala¬ zku nastepujaco: napiecia zasilajace U^g, UfiG ^CA ° czestotliwosci 50 Hz sa doprowadzane do uzwojen 1, 2,3 poprzez sterowniki 5. Sterujacy czlon 6 podaje impulsy sterujace na tranzystory sterowników 5, powodujac w zaleznosci od polaryzacji napiec zasilajacych, przewodzenie jednych lub drugich tranzystorów sterowników 5 oraz cykliczne wymuszanie przeplywu pradów w uzwojeniach 1, 2, 3. W kazdym zasilajacym uzwojeniu 1, 2,3 plynie prad o przebiegu okresowym, bedacym pelnym cyklem sinusoidalnym o okresie równym okresowi I napiec zasilajacych, przy czym cykl ten powtarza sie po uplywie nastepnego okresu I napiecia zasilajacego.Prady ii, i2 i i3 plynace w poszczególnych uzwojeniach 1, 2, 3 sa przesuniete wzgledem siebie w czasie o 2/3 okresu I napiec zasilajacych. Przeplywy pradów i&, i2, i3 przez uzwojenia 1, 2,3 wywoluja w magnetowodzie 4 amperozwoje. Amperozwoje kazdego z tych uzwojen 1, 2,3 sa iloczynem pradu plynacego przez dane uzwojenie i liczby jego zwojów. Przebiegi amperozwojów uzwojen 1, 2, 3 maja ksztalt przebiegów pradów ii, i2, i3 i sa z nimi w fazie. W wyniku sumowania sie amperozwojów uzwojen 1, 2, 3, w magnetowodzie 4 uzyskuje sie wypadkowe amperozwoje Bw i wypadkowy strumien magnetyczny 0, o przebiegach zblizonych do przebiegów trójkatnych i okresie It równym 2/3 okresu I napiec zasilajacych, a wiec o czestotliwosci 75 Hz. Wypadkowy strumien magnetyczny 0 indukuje we wtórnym uzwojeniu 7 napiecie o tej samej czestotliwosci.Przyklad II. Uklad wedlug wynalazku sklada sie z szesciu zasilajacych uzwojen 1, 2, 3, 9, 10, 11, nawinietych na magnetowodzie 4 i zasilanych poprzez sterowniki 5 z czteroprzewodowej, trójfazowej sieci zasila-113113 3 jacej. Trzy pierwsze zasilajace uzwojenia 1, 2, 3 polaczone sa swoimi poczatkami poprzez sterowniki 5 do kolejnych fazowych pizewodów sieci trójfazowej, a konce tych uzwojen 1,2,3 sa polaczone z zerowym pizewo- dem sieci. Nastepne tizy zasilajace uzwojenia 9, 10, 11 maja poczatki polaczone z pizewodem zerowym sieci, a konce tych uzwojen 9, 10, 11 sa polaczone poprzez trzy nastepne sterowniki 5 do kolejnych pizewodów fazowych sieci zasilajacej. W ten sposób utworzone sa dwie gwiazdy polaczen uzwojen 1, 2, 3 i 9. 10. 11, zasilanych ze wspólnej sieci. Sterowniki 5 sa wykonane w postaci tyrystorów symetrycznych, na których elektro¬ dy sterujace sa podawane impulsy ze sterujacego czlonu 6. Magnetowód 4 jest wyposazony we wtórne uzwojenie 7 zbocznikowane odbiornikiem 8.Powyzszy uklad, w zaleznosci od zaprogramowania pracy sterujacego czlonu 6, zostal uzyty do przetwo¬ rzenia czestotliwosci 50 Hz na czestotliwosc 60 Hz i na czestotliwosc 75 Hz. W celu uzyskania czestotliwosci strumienia magnetycznego w magnetowodzie 4 o wartosci 60 Hz, sterujacy czlon 6 wymusza okresy przewodze¬ nia tyrystorów sterowników 5 dla dodatniej i ujemnej polaryzacji napiec zasilajacych Ua, Ub, Ufj, w wyniku których prady ii, i2, b, *9, i o *i i maja przebiegi okresowe, bedace pelnymi cyklami sinusoidalnymi o okresie równym okresowi I napiec zasilajacych, przy czym cykle te powtarzaja sie po uplywie czasu równego czterem okresom 1 napiec zasilajacych. Prady it i ii0, i3 i i9, i2 i ii i w poszczególnych uzwojeniach 1 i 10,3 i 9, 2 i 11, wchodzacych na przemian w sklad pierwszej i drugiej gwiazdy, sa wzajemnie przesuniete w czasie o 5/6 okresu I napiec zasilajacych Ua, Ub, Uc. Prady powyzsze wytwarzaja amperozwoje SlyS2,S3yo przebiegach zilustro¬ wanych na fig. 10, w wyniku których wypadkowe amperozwoje Ow i wypadkowy strumien magnetyczny ó w magnetowodzie 4 maja przebieg zblizony do sinusoidalnego, o okresie T2 równym 5/6 okresu T napiec zasilaja¬ cych, a wiec o czestotliwosci 60 Hz.W celu uzyskania czestotliwosci strumienia równej 75 Hz, program dzialania sterujacego czlonu 6 jest dobrany tak, ze prady ily i2,13, i<,iio n plynace cyklicznie przez zasilajace uzwojenia 1,2,3,9,10,11 maja przebiegi okresowe, bedace polówka pelnego cyklu sinusoidalnego o okresie równym okresowi T napiec zasilaja¬ cych Ua, Ub, Uc, przy czym polówka ta powtarza sie po uplywie czasu równego dwom okresom T napiec zasilajacych. Prady poszczególnych uzwojen wchodzacych na przemian w sklad pierwszej i drugiej gwiazdy sa przesuniete wzgledem siebie w czasie o 1/3 okresu T napiec zasilajacych. W wyniku powyzszego wypadkowe amperozwoje Sw i wypadkowy strumien magnetyczny 0 w magnetowodzie 4 maja przebiegi zblizone do przebie¬ gów trapezowych o okresie T3 równym 1/3 okresu T napiec zasilajacych i czestotliwosci 75 Hz.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób modelowania czestotliwosci strumienia magnetycznego w magnetowodzie, polegajacy na sumo¬ waniu strumieni magnetycznych, znamienny tym, ze sumuje sie co najmniej trzy strumienie magne¬ tyczne wytwarzane przez prady o okresowych przebiegach, bedacych przesunietymi wzgledem siebie w czasie wycinkami sinusoid. 2. Uklad modelowania czestotliwosci strumienia magnetycznego w magnetowodzie, zawierajacy uzwojenia nawiniete na magnetowód i polaczone ze zródlami zasilajacymi, znamienny tym, ze ma co najmniej trzy zasilajace uzwojenia (1, 2, 3), które sa polaczone ze soba i poprzez sterowniki (5) z wielofazowym zródlem napiec sinusoidalnie zmiennych. 3. Uklad wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze zasilajace uzwojenia (1, 2,3) sa polaczone ze soba w gwiazde. 4. Uklad wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze zasilajace uzwojenia (1, 2, 3) sa polaczone w trójkat. 5. Uklad wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze sterowniki (5) sa wykonane w postaci odwrotnie równoleglego ukladu polaczen tranzystorów. 6. Uklad wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze sterowniki (5) sa wykonane w postaci tyrystorów symetrycznych.113 113 UA UB Uc ~! 5 r-?^ 5 fig. 1 tU UiB JJbc Uu113 113 uA 4, uc n* 1E r 5 5 r 5 3 • I m I 6 fig. 7 \U UA Us Uc fig 13113113 li Y r / I / je Y / ^ / X / fig. 14 -s. 9, / - -s 03 - V / V / \_./§* V_^4 ~^c< \ /a \ f f. fig 18 Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+1 Cena 45 zl PL