SU1130986A1

SU1130986A1 - Versions of frequency converter

Info

Publication number: SU1130986A1
Application number: SU833615767A
Authority: SU
Inventors: Василий Николаевич Фокин
Original assignee: Fokin Vasilij N
Priority date: 1983-07-08
Filing date: 1983-07-08
Publication date: 1984-12-23

Abstract

1. Преобразователь частоты по авт.св. № 1014106, отличающийс тем, что, с целью расширени диапазона выходных частот. магнитопровод трансформатора снабжен магнитным шунтом, вл ющимс средним стержнем, симметрично раздел ющим ho разные от себ стороны расположенные на магнитопроводе обмотки так, что по одну сторону от него расположены перва первична обмотка и первые выходна и компенсационна полуобмотки, а по другую сторону - втора первична обмотка и вторые выходна и компенсационна полуобмотки , и введена дополнительна выходна обмотка, расположенна на среднем стержне магнитопровода. § ko1. The frequency converter according to auth.St. No. 1014106, characterized in that, in order to expand the range of output frequencies. The magnetic core of the transformer is equipped with a magnetic shunt, which is a middle rod symmetrically separating the ho different sides of the windings located on the magnetic core so that the first primary winding and the first output and compensating half winding are located on one side and the second primary winding on the other side and the second output and compensation half windings, and an additional output winding is introduced, located on the middle core of the magnetic circuit. § ko

Description

СОWITH

;о;about

0000

0д0d

еe

2. Преобразователь частоты по авт.св. № 1014106, о т л и ч а ющ и и с тем, что, с целью расширени диапазона выходных частот, магнитопровод трансформатора снабжен магнитным шунтом, вл ющимс средним стержнем, симметрично раздел ющим по разные от себ стороны, расположенные на магнитопроводе обмотки так, что по одну сторону от него2. Frequency converter according to auth. No. 1014106, in order to expand the output frequency range, the magnetic core of the transformer is equipped with a magnetic shunt, which is a middle rod symmetrically separating on different sides from the winding magnetic core, which is on one side of it

130986130986

расположены перва первична обмотка и первые выходна и компенсационна полуобмотки, а по другую сторону - . втора первична обмотка и вторые выходна и компенсационна полуобмотки ,и введена дополнительна выходна обмотка,состо ща из двух соединеннных последовательно- встречно полуоб- моток, кажда из которых расположена на крайних стержн х магнитопровода.the first primary winding and the first output and compensation half windings are located, and on the other side -. the second primary winding and the second output and compensation half windings, and an additional output winding was introduced, consisting of two connected in series-opposite semi-windings, each of which is located on the outermost cores of the magnetic circuit.

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в качестве источника питани различных электротехнических устройств током повышенной частоты дл питани люминесцентных ламп, примен емых дл освещени , а также дл питани газоразр дных ламп, используемых в. качестве облучательных устройств в селькохоз йст звенном производстве. По основному авт.св. № 1014106 известен преобразователь частоты, содержащий преобразующий трансферматор , на магнитопроводе которого располож ены две первичные обмотки, выполненные.кажда со средним выводом , один из которых подключен непосредственно к одному из входных выводов дл подключени источника питани , а другой - к этому же выводу через конденсатор, вторична обмотка, соединенна с выходными вьшодами, и обмотка самоподмагничи вани , четыре вентил , каждый из которых вьшодом соответствующего силового электрода соединен с одни из свободных выводов одной из первичных обмоток, и гаунтирующий K денсатор, причем дополнительно введ второй шунтирующий конденсатор, а обмотка самоограничени выполнен со средним вьшодом, соединенным с другим входным выводом дл подключени источника питани , и параллельно каждой;из ее образованных полуобмоток включен соответствующи шунтирующий конденсатор, конец обм ки самоподмагничивани подключен к общей точке соединени анодов двух вентилей, катод каждого из которых соединен с началом соответствующей первичной обмотки, а начало обмотки самоподмагничивани подключено к общей точке соединени катодов двух других вентилей, анод каждого из которых соединен с концом соответствующей первичной обмотки . Недостатком этого преобразовател вл етс то, что он обеспечивает получение выходного напр жени только одной частоты. Целью изобретени вл етс распшрение диапазона выходных частот, а именно получение на выходе двух напр жений разных частот. Поставленна цель достигаетс тем, что в преобразователе частоты магнитопровод трансформатора снабжен магнитным шунтом, вл ющимс средним стержнем, симметрично раздел ющим по разные от себ стороны расположенные на магнитопроводе обмотки так, что по одну сторону от него расположены перва первична обмотка и первые выходна и компенсационна полуобмотки, а по другую сторону втора первична обмотка и вторые выходна и компенсационна полуобмотки и введена дополнительна выходна обмотка, расположенна на среднем стержне магнитопровода. Кроме того, согласно второму варианту в преобразователе частоты магнитопровод трансформатора снабжен магнитным шунтом, вл ющимс средним стержнем, симметрично раздел ющим по разные от себ стороны, расположенные на магнитопроводе обмотки так, что по одну сторону от него расположены перва первич3The invention relates to electrical engineering, in particular, to converter technology, and can be used as a source of power for various electrical devices with an increased frequency current for powering luminescent lamps used for illumination as well as for powering gas discharge lamps used in. as an irradiation device in the agricultural farm of industrial production. According to the main auth. No. 1014106 is a known frequency converter containing a transforming transferator, on the magnetic core of which there are two primary windings made with an average output, one of which is connected directly to one of the input terminals to connect the power source and the other to the same output through a capacitor , the secondary winding is connected to the output terminals, and the winding is self-energizing, four valves, each of which is connected to one of the free terminals of one of the corresponding power electrode of the primary windings, and a guiding K sensor, additionally introducing a second shunt capacitor, and a self-limiting winding made with a middle output connected to another input terminal to connect the power source and parallel to each; the corresponding shunt capacitor is connected to its power source, the end is connected The self-magnetization ki is connected to the common connection point of the anodes of the two valves, the cathode of each of which is connected to the beginning of the corresponding primary winding, and the beginning of the self-magnetic winding The connection is connected to the common connection point of the cathodes of two other valves, the anode of each of which is connected to the end of the corresponding primary winding. The disadvantage of this converter is that it provides the output voltage of only one frequency. The aim of the invention is to spread the output frequency range, namely, to obtain at the output of two voltages of different frequencies. The goal is achieved by the fact that, in the frequency converter, the magnetic circuit of the transformer is equipped with a magnetic shunt, which is a middle rod symmetrically separating the windings located on the magnetic core in different directions so that on one side of it are the first primary winding and the first output and compensation half winding , and on the other side, the second primary winding and the second output and compensation half winding and an additional output winding are introduced, located on the middle rod of the magnetometer rovoda. In addition, according to the second variant, in the frequency converter, the magnetic circuit of the transformer is equipped with a magnetic shunt, which is a middle rod symmetrically separating on different sides located on the winding magnetic circuit so that on one side of it are the first primary

на обмотка и первые выходна и компенсационна полуобмотки, а по . другую сто.рону втора первична обмотка и вторые выходна и компенсационна полуобмотки, и введена дополнительна выходиа обмотка, состо ща из двух соединенных последовательно-встречно полуобмоток, кажда из которых расположена на крайних стержн х магнитопровода.on the winding and the first output and compensatory semi-winding, and on. the other side of the second is the primary winding and the second output and compensatory half winding, and an additional output winding is introduced, consisting of two connected in series-opposite half windings, each of which is located on the extreme rods of the magnetic circuit.

На чертеже дана принципиальна схема преобразовател частоты по первому варианту.The drawing is a schematic diagram of the frequency converter in the first embodiment.

К сетевым зажимам 1 и 2 подведено напр жение исходной частоты. Сетевой зажим 1 подключен к средней точке обмотки самоподмагничивани , состо щей из двух полуобмоток За и 36, кажда из которых зашунтирована одинаковыми конденсаторами 4а и 46. Концевой вывод полуобмотки За соединен с анодами двух диодов 5а и 5б,катодй которых соединены соответственно с начальными выводами первичных обмоток 6а и 66 преобразующего трансформатора . Средн точка первой первичной обмотки подключена непосредственно к второму сетевому зажиму 2, а средн точка второй первичной обмотки 66 подключена к тому же сетевому зажиму 2, но через конденсатор 7. Концевые выводы первичных обмоток 6а и 6б подключены к анодам двух других диодов 8а и 8б, катоды которых объединены и прдключены к начальному выводу полуобмотки Зб самоподмагничивани , а с выходных полуобмоток 9а и 96, соединенных последовательнои согласно, снимаетс выходное напр жение учетверенной частоты. На магнитном шунте 10 (средний стержень )расположена втора выходна обмотка 11, с которой сниметс напр жение удвоенной частоты {за1жимы 12 и 13). Однако, согласно второму варианту, шунт может и не нести на себе второй выходной обмотки котора в этом случае состоит из двух полуобмоток, намотанных на крайних стержн х магнитопровода и соединенных между собой последова- тельно , но встречно. Преобразовател имеет также выходные выводы 14 и 15 - напр жени учетверенной частот преобразующий трансформатор 16.The network terminals 1 and 2 are supplied with the voltage of the original frequency. The network terminal 1 is connected to the midpoint of a self-magnetizing winding consisting of two half windings Za and 36, each of which is shunted by the same capacitors 4a and 46. windings 6a and 66 conversion transformer. The middle point of the first primary winding is connected directly to the second network terminal 2, and the middle point of the second primary winding 66 is connected to the same network terminal 2, but through a capacitor 7. The terminal leads of the primary windings 6a and 6b are connected to the anodes of the other two diodes 8a and 8b, the cathodes of which are combined and connected to the initial output of the semi-winding of the self-magnetized Zb, and the output voltage of the quadruple frequency is removed from the output semi-windings 9a and 96 connected in series according to. A second output winding 11 is located on the magnetic shunt 10 (middle rod), from which the double frequency voltage is removed (clamps 12 and 13). However, according to the second variant, the shunt may not carry the second output winding, which in this case consists of two half windings wound on the extreme rods of the magnetic conductor and interconnected in series but counter. The converter also has output pins 14 and 15 - voltage of the quadruple frequency transforming transformer 16.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

Однофазное напр жение исходной частоты, снимаемое с сетевых зажимоSingle-phase voltage of the original frequency, taken from the mains

30986Л30986L

1 и 2 с помощью фазосдвигающего конденсатора 7, преобразуетс в двухфазное напр жение, сдвинутое одно относительно другого на 90°, и1 and 2, with the help of a phase-shifting capacitor 7, is converted into a two-phase voltage shifted by 90 ° relative to each other, and

5 каждое порознь напр жение вьшр мл етс , образу двухпрлупериодное выпр мление., после чего каждое напр жение подаетс на первичные обмотки 6а и 66 преобразующего трансформатора5, each individual voltage is superimposed to form a two-period rectification, after which each voltage is applied to the primary windings 6a and 66 of the transformer transformer.

0 16 со сдвигом на 90 зл.град.16 with a shift of 90 zl.grad.

Дл исключени посто нной состав- . л ющей магнитного потока, создаваемого токами первичных обмоток 6а и 66, служит компенсационна обмотка,To eliminate the permanent composition-. the compensation of the magnetic flux generated by the currents of the primary windings 6a and 66 is the compensation winding,

5 состо ща из двух полуобмоток За и 36, причем создаваемый ими магнитный поток в сердечнике направлен встречно посто нной составл ющей потоков, создаваемых первичными обмотками 6а5 consisting of two semi-windings Za and 36, and the magnetic flux created by them in the core is directed oppositely to the constant component of the currents generated by the primary windings 6a

Q и 6б, а за счет фильтра, роль которого выполн ют конденсаторы 4а и Лб, шунтирующие полуобмотки самоподмагничивани возбуждают только посто нный магнитный поток, равный и противо5 положно направленный результирующему посто нному составл ющему магнитному потоку, создаваемому токами в первичных обмотках. Следовательно через полуобмотки За и Зб автоматического самоподмагничивани проходит посто нный отфильтрованный ток, а через конденсаторы 4а и 4б, щунтирующие полуобмотки автоматического самоподмагничивани , проходит переменна составл юща тока.Q and 6b, and due to the filter, whose role is played by capacitors 4a and Lb, the shunting semi-windings of self-magnetization excite only a constant magnetic flux equal to and opposite to 5 positively directed to the resulting constant flux created by the currents in the primary windings. Consequently, the continuous filtered current passes through the semi-windings of Za and Zb of automatic self-magnetization, and through the capacitors 4a and 4b, bypassing the semi-windings of automatic self-magnetization, a variable component of the current passes.

5 Пульсирующий магнитный поток, создаваемый током первой первичной обмотки, можно представить р дом Фурье5 A pulsating magnetic flux created by the current of the first primary winding can be represented by a series of Fourier

Ji (- -cos2wt- -|gC054artJi (- -cos2wt- - | gC054art

- сГ-tosCif i ... ,- SG-tosCif i ...,

ограничившись по 6-й гармонике включительно.limiting to the 6th harmonic inclusive.

Пульсирующий магнитный поток, создаваемый второй первичной обмоткой 6б, сдвинутой относительно первой первичной обмотки на 90, представлен р дом Фурье следующего видаThe pulsed magnetic flux generated by the second primary winding 6b shifted relative to the first primary winding by 90 is represented by the Fourier series of the following form

т 4А / 1 t 4A / 1

1 3, --j- 2u)t- wi + 6ujt)... .1 3, --j- 2u) t- wi + 6ujt) ....

55 Посто нный магнитный поток, создаваемый компенсационными самоподмагничивающими полуобмотками За и Зб в р ду Фурье, имеет только посто нную составл ющую равную и противоположно направленную посто нной составл ющей магнитного потока, создаваемого током первичных обмоток преббразующего трансформатора 16. Таким образом,55 Constant magnetic flux created by compensating self-magnetizing semi-windings Za and Zb in the Fourier series has only a constant component equal and opposite to the constant component of the magnetic flux created by the current of the primary windings of a rebracing transformer 16. Thus

- Л т,- lt,

Суммарный магнитный поток в сердечнике от действи намагничивающих сил по внешнему контуру определ етс по формулеThe total magnetic flux in the core from the action of magnetizing forces along an external circuit is determined by the formula

8Л 8L

полученного уравнени видно, что магнитный поток имеет синусоидальную форму учетверенной частоты the obtained equation shows that the magnetic flux has a sinusoidal shape of the quadruple frequency

Введенный магнитный шунт 10, несущий на себе вторую выходную обмотку и симметрично раздел ющий по разные от себ стороны имеющиес на магнитопроводе обмотки, позвол ет дополнительно вьщелить(восстановить магнитный поток с удвоенной частото и тем самым возбудить во второй выходной обмотке напр жение с удвоенной частотой.The introduced magnetic shunt 10 carrying the second output winding and symmetrically separating the windings on the magnetic conductor on different sides of the magnetic winding makes it possible to additionally (restore the magnetic flux at the doubled frequency and thereby excite the voltage at the second output winding with the double frequency.

Введенный магнитный шунт 10, расположенный согласно второму варианту , может не нести на себе вторуюThe introduced magnetic shunt 10, located according to the second embodiment, may not carry the second

выходную обмотку 11, котора в этом случае должна быть, выполнена из двух одинаковых полуобмоток, расположенны на крайних стержн х и соединенных между собой последовательно и встречно. При таком соединении в ней вьщел етс только напр жение удвоенной частоты и подавл етс напр жение учетверенной частоты, а в первой выходной обмотке, выполненной из двух полуобмоток, соединенных последовательно, но согласно, выдел етс напр жение только учетверенной частоты. Поэтому взаимное вли ние двух цепей с напр жени ми различной частоты полностью отсутствуетThe output winding 11, which in this case should be made of two identical semi-windings, is located on the outermost rods and interconnected in series and oppositely. With such a connection, the voltage of the doubled frequency is set in it and the voltage of the quadruple frequency is suppressed, and in the first output winding made of two half-windings connected in series, but according to, the voltage of only four times the frequency is distinguished. Therefore, the mutual influence of two circuits with voltages of different frequencies is completely absent.

Суммарный магнитный поток в магнитном шунте(среднем стержне на основании закона Кирхгофа(первый закон )дл разветвленной магнитной цепи равенThe total magnetic flux in the magnetic shunt (the middle rod based on Kirchhoff's law (the first law) for a branched magnetic circuit is equal to

J cos2 wji . Ш 1- 2-37/J cos2 wji. W 1 - 2-37 /

Дл подавлени высших гармоник может быть использован фильтр емкостного типа.A capacitive type filter may be used to suppress higher harmonics.

Изобретение расшир ет функциональные возможности преобразовател частоты.The invention extends the functionality of a frequency converter.

Claims

1. Frequency converter No. 1014106, characterized in that, in order to expand the range of output frequencies, the magnetic core of the transformer is equipped with a magnetic shunt, which is the middle rod, symmetrically separating yo different sides located on the magnetic core of the winding so that the first primary winding and the first output and compensation half windings, and on the other side - the second primary winding and the second output and compensation half windings, and introducing an additional output winding located on the middle rod ie the magnetic circuit.

2. Frequency converter No. 1014106, it is noteworthy that, in order to expand the range of output frequencies, the transformer magnetic circuit is equipped with a magnetic shunt, which is the middle rod, symmetrically separating on different sides located on the winding magnetic circuit so that one to the side of it are the first primary winding and the first output and compensation half-windings, and on the other side -.

the second primary winding and the second output and compensation half-windings, and an additional output winding is introduced, consisting of two semi-connected semi-windings connected in series and opposite, each of which is located on the extreme terminals of the magnetic circuit.