RU2031532C1

RU2031532C1 - Frequency doubler with multiphase input

Info

Publication number: RU2031532C1
Authority: RU
Inventors: Поль Соломонович Райкин
Original assignee: Поль Соломонович Райкин
Priority date: 1992-07-07
Filing date: 1992-07-07
Publication date: 1995-03-20

Abstract

FIELD: current conversion equipment. SUBSTANCE: frequency doubler with multiphase input includes phase 1 and line 2 single-phase bridge rectifiers connected with inputs to proper terminals of three-phase network with zero and with outputs to input of summing unit through threshold units each composed of stabilizer diode 6, resistors 7 and controlled key element 5. Summing unit is manufactured in the form of multiphase electromagnetic system with core 3 and primary winding 4 in each phase. EFFECT: high reliability of doubler. 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике. The invention relates to electrical engineering.

Известны вентильно-трансформаторные преобразователи переменного напряжения. Known valve transformer AC voltage converters.

Известен удвоитель частоты. Known frequency doubler.

Недостатками его являются сложность, недостаточные надежность и КПД, а также его высокая стоимость при формировании многофазного выхода. Its disadvantages are complexity, insufficient reliability and efficiency, as well as its high cost in the formation of a multiphase output.

Цель изобретения - упрощение, удешевление, повышение надежности и КПД при формировании многофазного выхода. The purpose of the invention is the simplification, cheapening, improving reliability and efficiency in the formation of a multiphase output.

Положительный эффект от использования изобретения заключается в возможности широкого применения недорогих и высоконадежных удвоителей частоты в электроустановках малой и большой мощности, что позволяет существенно сократить их габариты. The positive effect of using the invention lies in the possibility of widespread use of inexpensive and highly reliable frequency doublers in electrical installations of small and high power, which can significantly reduce their size.

Сущность изобретения заключается в том, что в удвоителе частоты с многофазным входом, содержащем входные выводы для подключения многофазной питающей сети, группу из двух однофазных мостовых выпрямителей, входы которых соединены с входными выводами для подключения разных фаз питающей сети, и порогового узла, выполненного с резистивным делителем напряжения, а также суммирующий узел с одним входом и выходом, являющимся выходом удвоителя частоты, введены дополнительные аналогичные группы, в каждой из которых входы мостовых выпрямителей соединены с входными выводами для подключения разных фаз питающей сети, не совпадающие с фазами питания выпрямителей других групп, и в каждую группу дополнительно введен аналогичный пороговый узел, причем в каждой группе последовательно в выходную цепь каждого мостового выпрямителя включен дополнительно введенный управляемый ключевой элемент, вход управления которого соединен с выходом соответствующего порогового узла, включенного входом параллельно выходу данного выпрямителя, а суммирующий узел снабжен по числу указанных дополнительных групп дополнительными входами и выполнен в виде многофазной электромагнитной системы с сердечником и первичной обмоткой в каждой фазе, образующей соответствующий вход суммирующего узла, к выводам которой одноименными полюсами подключены выходные цепи мостовых выпрямителей, принадлежащих одной группе. The essence of the invention lies in the fact that in the frequency doubler with a multiphase input containing input terminals for connecting a multiphase supply network, a group of two single-phase bridge rectifiers, the inputs of which are connected to input terminals for connecting different phases of the supply network, and a threshold node made with resistive a voltage divider, as well as a summing unit with one input and output, which is the output of the frequency doubler, additional similar groups are introduced, in each of which the inputs of bridge rectifiers with are single with input terminals for connecting different phases of the supply network that do not coincide with the phases of the power supply of rectifiers of other groups, and a similar threshold node is additionally introduced into each group, and in each group an additionally introduced controlled key element, a control input, is sequentially included in the output circuit of each bridge rectifier which is connected to the output of the corresponding threshold node connected by the input parallel to the output of this rectifier, and the summing node is equipped with the number of specified additional groups of additional inputs and is made in the form of a multiphase electromagnetic system with a core and a primary winding in each phase, forming the corresponding input of the summing node, to the outputs of which the same poles are connected to the output circuits of bridge rectifiers belonging to one group.

На фиг.1 приведена схема трехфазного удвоителя частоты, в котором в качестве суммирующего узла использован двухфазный электродвигатель (синхронный или асинхронный); на фиг.2 - схема трехфазного удвоителя частоты, в котором использован трехфазный трансформатор; на фиг.3 - схема трехфазного удвоителя, использующего двухфазный электродвигатель с обмотками без дополнительных отводов. Figure 1 shows a diagram of a three-phase frequency doubler, in which a two-phase electric motor (synchronous or asynchronous) is used as a summing unit; figure 2 is a diagram of a three-phase frequency doubler, which uses a three-phase transformer; figure 3 is a diagram of a three-phase doubler using a two-phase electric motor with windings without additional taps.

Мостовые выпрямители, собранные на диодах 1, являются фазными, а собранные на диодах 2 - линейными однофазными выпрямителями сети АВС с нулевым проводом. Они же являются входами трехфазного удвоителя частоты, суммирующий узел которого выполнен в виде электромагнитной системы (статора машины переменного тока или трансформатора) с сердечником 3 и первичными обмотками 4 фаз. Управляемые ключевые элементы 5 (на фиг.1 и 3 - транзисторы, на фиг. 2 - тиристоры) подключены к отрицательным полюсам своих выпрямителей. Положительные электроды ключевых элементов 5 подключены к обмоткам 4, соединенным с положительным полюсом другого выпрямителя своей группы. Управляющие входы ключевых элементов 5 соединены через стабилитрон 6 с резисторами 7 делителя напряжения порогового узла, включенного на выходе своего мостового выпрямителя. Для ограничения тока в цепь управления могут быть включены резисторы 8 и 9. Управляющий электрод тиристорного вентиля может быть зашунтирован задерживающим конденсатором 10. Отношение числа витков всей обмотки 4 на фиг.1 к числу витков на ее отводе - 1,73:1. Первичные обмотки 4 и вторичные обмотки 11 трехфазного трансформатора на фиг.2 имеют сдвиг фаз 120^о. Обмотки 11 образовывают вторичную автономную сеть с удвоенной частотой. Отсутствие отводов в обмотке 4 на фиг.3 упрощает конструкцию двигателя.Bridge rectifiers assembled on diodes 1 are phase, and assembled on diodes 2 are linear single-phase rectifiers of the ABC network with a zero wire. They are also the inputs of a three-phase frequency doubler, the summing node of which is made in the form of an electromagnetic system (stator of an alternating current machine or transformer) with a core 3 and primary windings of 4 phases. Managed key elements 5 (in Figs. 1 and 3 - transistors, in Fig. 2 - thyristors) are connected to the negative poles of their rectifiers. The positive electrodes of the key elements 5 are connected to the windings 4 connected to the positive pole of another rectifier of their group. The control inputs of the key elements 5 are connected through a zener diode 6 with resistors 7 of the voltage divider of the threshold node included at the output of its bridge rectifier. To limit the current, resistors 8 and 9 can be included in the control circuit. The control electrode of the thyristor valve can be shunted by a holding capacitor 10. The ratio of the number of turns of the entire winding 4 in Fig. 1 to the number of turns on its tap is 1.73: 1. The primary windings 4 and the secondary windings 11 of the three-phase transformer in figure 2 have a phase shift of 120 ^about . The windings 11 form a secondary autonomous network with double frequency. The absence of taps in the winding 4 in figure 3 simplifies the design of the motor.

Работает удвоитель частоты следующим образом. The frequency doubler works as follows.

В течение одного периода частоты питающей сети направление тока в каждой обмотке 4 изменяется дважды, так как пульсирующие токи на выходах выпрямителей сдвинуты в обмотке на половину периода и направлены в противоположные стороны. Благодаря этому происходит удвоение частоты изменения направления магнитного потока в сердечнике 3 суммирующего узла. Отсечка пульсирующего тока через обмотку 4 определяется продолжительностью открытого состояния ключевого элемента 5, определяемого пороговым узлом. During one period of the supply network frequency, the direction of the current in each winding 4 changes twice, since the pulsating currents at the outputs of the rectifiers are shifted in the winding by half the period and directed in opposite directions. Due to this, there is a doubling of the frequency of changes in the direction of the magnetic flux in the core 3 of the summing node. The cutoff of the pulsating current through the winding 4 is determined by the duration of the open state of the key element 5, determined by the threshold node.

Удвоитель частоты, использующий электродвигатель средней и большой мощности, целесообразно делать трехфазным. Величиной угла отсечки тока ключевыми элементами можно регулировать выходную мощность удвоителя. A frequency doubler using an electric motor of medium and high power, it is advisable to do three-phase. The magnitude of the current cutoff angle by key elements can be used to adjust the output power of the doubler.

Claims

A MULTIPHASE INPUT FREQUENCY FREQUENCY containing input terminals for connecting a multiphase supply network, a group of two single-phase bridge rectifiers, the inputs of which are connected to input terminals for connecting different phases of the supply network and a threshold node made with a resistive voltage divider, as well as a summing node with one the input and output, which is the output of the frequency doubler, characterized in that additional similar groups are introduced, in each of which the inputs of the bridge rectifiers are connected to the input output to connect different phases of the supply network that do not coincide with the phases of the power supply of rectifiers of other groups, and a similar threshold node is additionally introduced into each group, and in each group an additionally introduced controlled key element is included in the output circuit of each bridge rectifier, the control input of which is connected to the output of the corresponding threshold node connected by the input parallel to the output of this rectifier, and the summing node is equipped with the number of additional groups indicated E inputs and is designed as a multiphase electromagnetic system with a core and primary winding in each phase forming the corresponding input of the summing node to terminals which like poles connected to the output circuit bridge rectifier, belonging to the same group.