SU1134996A1 - Статический ферромагнитный стабилизированный умножитель частоты - Google Patents

Abstract

СТАТИЧЕСКИЙ ФЕРРОМАГНИТНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ , содержащий два последовательно соединенных нелинейны индуктивных элемента с одинаковым числом витков, каждый из которых зашунтирован конденсатором , образу  феррорезонансный контур, и цепь нагрузки, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  стабилизации тока нагрузки при изменении входного напр жени  и улучшени  массо-габаритных показателей , в него дополнительно введен линейный индуктивный элемент, соединенный последовательно с указанными нелинейными индуктивными элементами , образу  цепочку, включенную .последовательно с цепью нагрузки, причем свободные выводы указанной i цепочки и цепи нагрузки соединены W с входными выводами дл  подключени  источника питающего напр жени .

Description

g(f)

00 и|

СО

ф

Од Изобретение относитс  к электротех нике и может быть использовано в ка честве однофазного источника питани  повышенной частоты. Известна резонансна  схема умно- женин частоты, состо ща  из одного колебательного контура и служаща  дл  умножени  частоты только в три раза С 1Недостатком этого умножител   вл етс  то, что умножение частоты , в этой схеме возможно только при опре деленном (фиксированном )значении параметров и нагрузки. Известен также ферромагнитный умножитель частоты, содержащий трех фазную обмотку с катушками п , г Hj, намотанными на отдельных магнит проводах, последовательно с соответ ствующими катушками включены насы- вдающиес  дроссели. Устройство содер жит также выходную обмотку h дл  формировани  напр жени , наводимого в ней составным магнитным потоко от упом нутых обмоток. Параллельно выходной обмотке включены насыщающийс  дроссель и конденсатор 23. Недостатками этого умножител  частоты  вл ютс  невозможность применени  его при однофазном источник питани  и отсутствие стабилизации тока нагрузки. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  статический ферромагнитный стабилизированный умножитель часто .ты, содержащий два последовательно соединенных нелинейных индуктивных элемента с одинаковым числом витков,к дый из которых зашунтирован конденсат ром, образу  феррорезонансный контур , и цепь нагрузки. Кроме того, устройство содержит еще три аналогичных резонансных контура, соединенных в последовательную цепь, вкл ченную параллельно двум первым резо нансным контурам и входным вьшодамр Известному умножителю частоты присущи недостаточна  стабилизаци  тока нагрузки при изменении входного напр жени  сети, больщое коли- чество элементов,повышенные весогабаритные показатели. Цель изобретени  - улучшение ста билизации тока нагрузки при изменении входного напр жени  и улучшени  массогабаритных показателей. Поставленна  цель достигаетс  те что в статический ферромагнитный стабилизированный умножитель частоты , содержащий два последовательно соединенных нелинейных индуктивных элемента с одинаковым числом витков, каждый из которых зашунтирован конденсатором , образу  феррорезонанс- ный контур, и цепь нагрузки, дополнительно введен линейный индуктивный элемент, соединенный последовательно с указанными нелинейными индуктивными элементами, образу  цепочку, включенную последовательно с цепью нагрузки , причем свободные выводы указанной цепочки и цепи нагрузки соединены с входными выводами дп  подключени  источника питающего напр жени . На фиг,1 приведена принципиальна  схема статического ферромагнитного стабилизированного умножител  частоты- , на фиг.2 - осциллограммы входного напр жени  U и напр жени  на нагрузке DM s на фиг.З - зависимость тока нагрузки,, при изменении напр жени  Ugx на входе умножител . Умножитель частоты состоит из двух нелинейных индуктивных элементов W и W2 с одинаковым числом витков, параллельно которым включены конденсаторы С и С, образу  феррорезо- нансные контуры К-, и К., соединен- ные последовательно между собой, а также последовательно с линейным индуктивным-элементом W., и цепью нагрузки Z,. Свободные выводы цепи нагрузки Z а резонансного контура К соединены с входнь1ми выводами а и Ъ дл  подключени  источника питающего напр жени . При. этом 1г проводимости , учитывающие активные потери контуров. Ста ический ферромагнитный стабилизированный умножитель частоты работает следующим образом. При определенных соотношени х параметров в цепи возбуждаютс  автопараметрические колебани . При этом фазовые соотношени  устанавливаютс  так, чтобы контур К и/линейна  индуктивность W, давали резонанс напр жени  на п той гармонике, а контуры К и К- образовывали фильтрпробку дл  первой гармоники тока, т.е, чтобы напр жение на контуре К находилось в противофазе напр жению на контуре К, и они были приблизительно равны друг другу, С другой стороны, емкость конденсатора €2 выбираетс  такой,чтобы обеспечивалась стабилизаци  тока на п той гармони-

ке. Кроме того, контур К обеспечивает увеличение полосы умножени  частоты . При этом всегда контур К находитс  в емкостном режиме, а контур Кл - в индуктивном.

Согласно фиг.2, с уменьшением проводимостей и (j- контуров К -и К уменьшаетс  вли ние первой гармоники тока.

Работу устройства можно по снить следующим образом.

При подаче напр жени  Ugxlt) по обмоткам идентичных нелинейных эле- матов W и W контуров К и Кн протекает ток, имеющий нечетные гармоники , так как нелинейные элементы имею ток вида J c(+ЪЧ Этот ток создает магнитный поток, в котором имеютс  те же нечетные гармоники, что и в токе..

Ток, создаваемый феррорезонансным контуром К , определ етс  по выражению , dv , ,«1,.ЪЧ . С другой стороны i i + i + i .. , Ч 11 .13 IS где V - магнитный поток контура К - ток 1-й гармоники в конту ре К , ц,- ток 3-й гармоники в конту ре . i - ток 5-и гармоники в конту ре N. Высшими гармониками пренебрегаем. Ток, создаваемый феррорезонансн контуром К2 определ етс  из выраже ,J.,«V,bM, 2 Высшими гармониками пренебрегаем. Один контур находитс  в-емкост режиме, а другой - в индуктивном. Тогда можно записать V .nc«{ + (3u)i.) Sin(u;-t + oij ) (wt- ) ( ) ( ) . Между потоком и напр жением име место зависимость и шЧ

Выражени  дл  потокг и V учитывают , что по цепи протекает ток Ч, имеющий частоту 5f. Напр жение сети равновешиваетс  напр жением 1-й гармоники Lig(fl и;,+и. Дл  3-й гармоники 23 - гармоники 05 + . В Z| входит сопротивение линейного элемента W и сопроивление Z..

Вз в 1-ю и 2-ю производные потоков и 2 и подставив в выражение дл  тока i и ч , можно получить выражени  дл  токов -через потоки и все вход щие в феррорезонансные контуры элементы.

Полученные -выражени  можно решить, учитыва , что в цепи должен протекать стабилизированный ток частоты 5, т.е. выполн тьс  услови ,

что Т Т 7

15 25 I

1 4 i - О 11 2t эффект стабилизации достигаетс  тем, что при решении уравнени  наход тс  услови , обеспечивающие посто нство амплитудного значени  магнитного потока. В результате,получаем фазовые и амплитудные соотношени  между потоками 4 sinu)t + (3u)) ч Sin (Slot-SO) 51(101-100)-V.jSin(3ust-i-50°) + + V-.VsAn(5u)-t-50°) , V, V,, 0,7eV ( 0.078 V, .V,,,S4. Емкости рассчитываютс  по форму5 . .г. о,.. . S--0,,-0.9V;C2 086f VO S: W u)2 - О г где - условный поток, который исит от приложенного напр жени  сети V (П ои Подключенна  последовательно ферроагнитным контурам и нагрузке линейа  индуктивность обеспечивает протеание стабилизированного тока 5-й армоники со строго определенной наальной фазой. Индуктивность выбираетс  из услои 0+0 TZ 15 25 и 5 Таким образом, предлагаемое устройство при меньшем количестве элементов, по сравнению с 113А996 прототипом, обеспечивает достаточ но хорошую стабилизацию тока нагрузки .

Фи9.1

Claims (1)

1. (-5 7) СТАТИЧЕСКИЙ ФЕРРОМАГНИТНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий два последовательно соединенных нелинейны? индуктивных элемента с одинаковым числом витков, каждый из которых зашунтирован конденсатором, образуя феррорезонансный контур, и цепь нагрузки, отличающийся тем, что, с целью улучшения стабилизации тока нагрузки при изменении входного напряжения и улучшения массо—габаритных показателей, в него дополнительно введен линейный индуктивный элемент, соединенный последовательно с указанными нелинейными индуктивными элементами, образуя цепочку, включенную последовательно с цепью нагрузки, причем свободные выводы указанной цепочки и цепи нагрузки соединены 'с входными выводами для подключения ; источника питающего напряжения.