RU2433518C1 - ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ 50/400 Гц - Google Patents
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ 50/400 Гц Download PDFInfo
- Publication number
- RU2433518C1 RU2433518C1 RU2010113550/07A RU2010113550A RU2433518C1 RU 2433518 C1 RU2433518 C1 RU 2433518C1 RU 2010113550/07 A RU2010113550/07 A RU 2010113550/07A RU 2010113550 A RU2010113550 A RU 2010113550A RU 2433518 C1 RU2433518 C1 RU 2433518C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- windings
- pair
- transistors
- voltage
- phase
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Ac-Ac Conversion (AREA)
Abstract
Изобретение относится к преобразователям частоты, в частности к умножителям трансформаторного типа, и может быть использовано в качестве источника питания потребителей тока 400 Гц. Технический результат изобретения - улучшение качества выходного напряжения преобразователя частоты. Преобразователь частоты 50/400 Гц содержит трехфазный трансформатор, на каждом стержне которого расположены четыре первичные обмотки, объединенные в две пары. Обмотки каждой пары соединены последовательно. К свободным концам каждой пары обмоток подключены встречно-параллельно соединенные транзисторы. Общая точка соединения обмоток и общая точка соединения встречно-параллельно соединенных транзисторов подключены к зажимам источника питания, причем первая пара обмоток подключена к фазным зажимам источника питания, а вторая пара обмоток подключена к линейным зажимам источника питания. Сдвиг фаз между фазным напряжением, приложенным к первой паре обмоток, и линейным напряжением, приложенным ко второй паре обмоток, составляет угол π/2. От каждой первичной обмотки трансформатора сделан отвод, присоединенный через пару встречно-параллельно соединенных транзисторов к точке присоединения транзисторов соответствующей обмотки к фазе источника питания. Задание системой управления определенных режимов работы транзисторов позволяет формировать из питающего напряжения кривые выходного напряжения частотой 400 Гц и с одинаковыми амплитудами за счет равномерного распределения напряжения по виткам первичных обмоток. 2 ил., 1 табл.
Description
Область техники, к которой относится изобретение.
Изобретение относится к преобразователям частоты, в частности к умножителям частоты трансформаторного типа, и может быть использовано в качестве источника питания потребителей тока 400 Гц.
Уровень техники
Известен удвоитель частоты (см. Удвоитель частоты / Патент на изобретение РФ №2279177, МПК Н02М 5/16, приоритет 09.03.2005. Опубликовано 27.06.2006, Бюл. №18), содержащий трансформатор, на каждом стержне которого расположены четыре первичные обмотки, объединенные в две пары, каждая из которых замкнута на пару согласно включенных транзисторов. Недостатком этого удвоителя является несинусоидальность выходного напряжения, при которой коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения близок к предельно допустимому значению, что значительно сокращает область применения данной разработки.
Известен также трехфазный умножитель частоты (см. трехфазный умножитель частоты / Патент на изобретение РФ №2280309, МПК Н02М 5/297, приоритет 09.03.2005. Опубликовано 20.07.2006, Бюл. №20). Недостатком этого трехфазного умножителя частоты является то, что при формировании результирующей ЭДС в выходной обмотке трансформатора при наложении на ЭДС основной фазы дополнительных ЭДС, наведенных от других фаз трансформатора, для получения кривой результирующего напряжения близкой к синусоиде необходим определенный угол включения транзисторов, что ограничивает возможности стабилизации выходного напряжения при изменении нагрузки.
Прототипом предлагаемого устройства является статический преобразователь частоты (см. статический преобразователь частоты / Патент на изобретение РФ №2358378, МПК Н02М 5/297, приоритет 24.03.2008. Опубликовано 10.06.2009, Бюл. №16). Недостатком этого преобразователя частоты является то, что при формировании выходного напряжения амплитудные значения кривых напряжений, полученных при работе транзисторов в периоды от 
отличаются от амплитудных значений кривых напряжений, полученных в периоды от 
(где n=0, 1, 2, 3, 4, …), что приводит к значительному искажению кривой выходного напряжения преобразователя частоты и, соответственно, наличию высших гармоник.
Раскрытие изобретения
Технический результат изобретения - улучшение качества выходного напряжения преобразователя частоты.
Указанная цель достигается тем, что в статическом преобразователе частоты, являющимся прототипом (см. статический преобразователь частоты / Патент на изобретение РФ №2358378, МПК Н02М 5/297, приоритет 24.03.2008. Опубликовано 10.06.2009 Бюл. №16), от каждой первичной обмотки трансформатора сделан отвод, присоединенный через пару встречно-параллельно соединенных транзисторов к точке присоединения транзисторов соответствующей обмотки к фазе источника питания. Задание системой управления определенных режимов работы транзисторов позволяет формировать из питающего напряжения кривые выходного напряжения частотой 400 Гц и с одинаковыми амплитудами за счет равномерного распределения напряжения по виткам первичных обмоток.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 приведена принципиальная схема одной фазы преобразователя частоты 50/400 Гц. На фиг.2 приведены изменения кривых фазного и линейного напряжений, наведенных в обмотках трансформатора, при получении выходной частоты 400 Гц при условии, что ЭДС самоиндукции отсутствует, и преобразователь работает без нагрузки.
Преобразователь частоты 50/400 Гц (фиг.1) состоит из силового трансформатора (1) и силовых транзисторов (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22). На каждом стрежне трансформатора расположены четыре первичные обмотки (2, 3, 4, 5), объединенные в две пары. Обмотки каждой пары между собой соединены последовательно. К свободным концам каждой пары обмоток подключены встречно-параллельно соединенные транзисторы, и от каждой первичной обмотки трансформатора сделан отвод, присоединенный также через пару встречно-параллельно соединенных транзисторов к общей точке присоединения транзисторов к источнику питания. Общая точка соединения обмоток и общая точка соединения встречно-параллельно соединенных транзисторов подключены к зажимам источника питания. Причем первая пара обмоток подключена к фазным зажимам источника питания, а вторая пара обмоток подключена к линейным зажимам источника питания. Сдвиг фаз между фазным напряжением, приложенным к первой паре обмоток, и линейным напряжением, приложенным ко второй паре обмоток, составляет угол π/2.
Рассмотрим работу преобразователя частоты 50/400 Гц. На первичные обмотки трансформатора (2, 3, 4, 5) подаются через встречно-параллельно включенные транзисторы (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22) фазное UAN и линейное UBC напряжения, сдвинутые относительно друг друга на угол π/2. Кривые изменения этих напряжений во времени показаны на фиг.2. В момент времени t0 включается транзистор 16 и по обмотке 4 начинает протекать ток. В момент времени t1 транзистор 16 выключается, включается транзистор 22, и по обмотке 5 начинает протекать ток. Поскольку полярность подключения к напряжению источника питания обмотки 5 противоположна полярности подключения к напряжению источника питания обмотки 4, ток и, соответственно, наведенное напряжение, формируемое в выходной обмотке 6, имеют противоположный знак по отношению к току, протекающему по обмотке 4. Соответственно в момент времени t2 включается транзистор 13 и по обмотке 3 начинает протекать ток, но поскольку полярность подключения данной обмотки к источнику питания противоположна полярности подключения обмотки 2, то в данном случае напряжение, наведенное в выходной обмотке 6, имеет противоположную полярность по отношению к питающему напряжению UAN, в момент времени t3 транзистор 13 выключается и включается транзистор 7. Дальнейший порядок включения показан в табл.1.
Таблица 1 - Порядок включения транзисторов
В результате данной последовательности работы транзисторов в выходной обмотке трансформатора формируется ЭДС в 8 раз большей частоты, чем питающее напряжение и с равными амплитудными значениями для каждого участка кривой, сформированной из питающего напряжения.
На фиг.2 приведены кривые напряжений на первичных обмотках трансформатора: (а) - подключенных к фазному напряжению источника питания, (б) - подключенных к линейному напряжению источника питания. На фиг.2 (с) показано результирующее напряжение Uвых на вторичной обмотке трансформатора.
Экспериментальные исследования заявляемого преобразователя частоты показали, что по сравнению с устройством аналогичного назначения (прототип) данное устройство позволяет получить выходное напряжение с лучшим гармоническим составом за счет исключения четвертой гармоники и уменьшения амплитуды двенадцатой гармоники на 30%.
Claims (1)
- Преобразователь частоты 50/400 Гц, содержащий транзисторы и трансформатор, на каждом стрежне которого расположены четыре первичные обмотки, объединенные в две пары и подключенные к сети через встречно-параллельно соединенные транзисторы таким образом, что общая точка соединения транзисторов, подключенных к первой паре обмоток, и точка соединения первой пары обмоток подключены к фазному напряжению источника питания, а общая точка соединения транзисторов, подключенных ко второй паре обмоток, и точка соединения второй пары обмоток подключены к линейному напряжению источника питания, сдвинутому на угол π/2 по отношению к фазному напряжению, отличающийся тем, что от каждой первичной обмотки трансформатора сделан отвод, присоединенный через пару встречно-параллельно соединенных транзисторов к точке присоединения транзисторов соответствующей обмотки к фазе источника питания.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010113550/07A RU2433518C1 (ru) | 2010-04-08 | 2010-04-08 | ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ 50/400 Гц |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010113550/07A RU2433518C1 (ru) | 2010-04-08 | 2010-04-08 | ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ 50/400 Гц |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2433518C1 true RU2433518C1 (ru) | 2011-11-10 |
Family
ID=44997369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010113550/07A RU2433518C1 (ru) | 2010-04-08 | 2010-04-08 | ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ 50/400 Гц |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2433518C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014110546A1 (en) * | 2013-01-14 | 2014-07-17 | Texas Instruments Incorporated | Frequency multiplier |
| RU2534028C1 (ru) * | 2013-07-19 | 2014-11-27 | Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" | Источник электропитания аппаратуры радиолокационной станции |
| RU2581569C1 (ru) * | 2015-06-24 | 2016-04-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Удвоитель частоты синусоидального сигнала |
-
2010
- 2010-04-08 RU RU2010113550/07A patent/RU2433518C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014110546A1 (en) * | 2013-01-14 | 2014-07-17 | Texas Instruments Incorporated | Frequency multiplier |
| RU2534028C1 (ru) * | 2013-07-19 | 2014-11-27 | Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" | Источник электропитания аппаратуры радиолокационной станции |
| RU2581569C1 (ru) * | 2015-06-24 | 2016-04-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Удвоитель частоты синусоидального сигнала |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10103643B2 (en) | Space vector modulation for matrix converter and current source converter | |
| RU2433518C1 (ru) | ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ 50/400 Гц | |
| Gohil et al. | Integrated inductor for interleaved operation of two parallel three-phase voltage source converters | |
| Eltamaly | A modified harmonics reduction technique for a three-phase controlled converter | |
| RU153595U1 (ru) | Преобразователь напряжения | |
| RU2013137299A (ru) | Статический преобразователь | |
| RU2358378C1 (ru) | Статический преобразователь частоты | |
| RU2544379C2 (ru) | Регулятор переменного напряжения | |
| RU2559804C1 (ru) | Трехфазный многоканальный инвертор напряжения | |
| RU2567747C1 (ru) | Трехфазное симметрирующее устройство и способ управления им | |
| Rankis et al. | Investigation of dirrect AC-AC BUCK converter with series injection transformer | |
| RU117051U1 (ru) | Трехфазный синтезатор напряжения с компенсацией мощности | |
| RU170594U1 (ru) | Модулятор тока нейтрали | |
| RU2685221C1 (ru) | Шунтирующий реактор со смешанным возбуждением (варианты) | |
| RU2701149C1 (ru) | УПРАВЛЯЕМЫЙ ШУНТИРУЮЩИЙ РЕАКТОР (варианты) | |
| RU2690662C1 (ru) | Управляемый шунтирующий реактор (варианты) | |
| RU2641292C2 (ru) | Способ повышения эффективности работы трансформатора | |
| Djebli et al. | Impact of Windings Stacking of Three-phase to Multiphase Transformer on the Output Voltage Balance | |
| KR100988565B1 (ko) | 주파수 변환 기능을 구비한 교류-교류 컨버터 | |
| RU2700569C1 (ru) | Управляемый реактор с независимым подмагничиванием | |
| RU2677224C1 (ru) | Трехфазный реактивный автотрансформатор | |
| RU2709468C1 (ru) | Синхронный генератор с моновентильным регулятором статорного напряжения | |
| SU447694A1 (ru) | Стабилизированный выпр митель | |
| RU2537374C2 (ru) | Магнитно-полупроводниковый умножитель частоты в четыре раза | |
| RU2280309C1 (ru) | Трехфазный умножитель частоты |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120409 |