SU1457119A1 - Ферромагнитный преобразователь частоты в три раза - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электротехники и может быть использовано в качестве трехфазногд источника синусоидального напр жени .Цель изобретени  -расширение функциональных возможностей путем делени  частоты с получением трехфазного выходного напр жени . Устройство состоит из конденсатора 1 продольной компенсации и трех одинаковьк преобразовательных элементов 2,3,4, каждый из которых (Л .4 СП Cpciffi

Description

14

включает трансформаторы 7, 8, с расположенными на их стержн х обмотками низкочастотной цепи 11,12, включающей конденсатор 5, высокочастотной цепи 13,14, а также цепей подмагничи- вани  17,18 и самоподмагничивани  19, 20, в последнюю из которых включен конденсатор 6. Высокочастотные цепи элементов 2,3,4 соединены последовательно и через конденсатор 1 подключены к питающей сети. Все цепи под- магничивани  соединены последователь- но и подключены-к источнику посто нного тока. Цепи самоподмагничивани  элементов 2,3,4 включены параллельно, а низкочастотные цепи соединены в

19

звезду так, что свободные выводы конденсаторов 5 образуют трехфазный выход устройства. Введение в каждьй преобразовательный элемент конденсаторов 5,6 и указанное соединение цепей самоподмагничивани  промежуточной гармоникой тока обеспечивают неизменную во времени амплитуду колебаний напр жени  на нагрузке, за счет положительной обратной св зи между входной и выходной цеп ми, исключение специальных пусковых устройств и возможность изменени  кратности делени  частоты в случае подключени  нагрузки к цеп м самоподмагничивани . 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в качестве трехфазного источника синусоидального напр жени , например,дл  питани  электродвигателей.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем делени  частоты с получением трехфазного выходного напр жени .

На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг.2 схема преобразовательного элемента с другим вариантом соединени  обмоток трансформаторов.

Ферромагнитный преобразователь частоты в три раза содержит конденсатор 1 продольной компенсации и три одинаковых преобразовательных элемента 2-4, выполненных каждый на двух дополнительных конденсаторах 5 и 6 и двух идентичных трансформаторах 7 и 8, одноименные обмотки 9 и 10 которых соединены последовательно согласно и образуют низкочастотную цепь 11-12 и высокочастотную цепь 13-14, а одноименные обмотки 15 и 16 соединены последовательно встречно и образуют цепь подмагничивани  17-18 и цепь 19- 20 обмоток самоподмаг-ничивани . Низкочастотные цепи 11-12 и цепи 19-20 обмоток самоподмагничивани  преобразовательных элементов 2-4 соединены в звезду, к свободным выводам 11 и 19 цепей 11-12, 19-20 подключены дополнительные конденсаторы 5 и 6. Высокочастотные цепи 13-14 и цепи 17-18 подмагничивани  преобразовательных элементов 2-4 соединены последовательно друг с другом, к свободным выводам 13 и 14 высокочастотных цепей через конденсатор 1 продольной компенсации подключен однофазньй источник 21 синусоидального напр жени , к свободным выводам 17 и 18 цепей подмагничивани  - источник посто нного тока. Свободные выводы 22 дополнительных конденсаторов 6 преобразовательных элементов- 2-4.соединены между собой, свободные выводы 23 конденсаторов 5 преобразовательных элементов 2-4 соединены с трехфазной нагрузкой 24.

Ферромагнитный преобразователь частоты (фиг.1) работает следующим

образом.

Цосле Включени  источника 21 синусоидального напр жени  с частотой ЗсО по обмоткам 10 трансформаторов 7 и 8 преобразовательных элементов 2-4 начнет протекать ток с частотой Зсо, где CJ - частота входных колебаний. Емкость дополнительного конденсатора 5 выбираетс  такойj чтобы резонансна  частота низкочастотной цепи 23-12 быра равна со. Поэтому после включени  источника 21 за счет переходных процессов в трансформаторах 7 и 8 в цеп х 23-12 преобразовательных элементов по вл етс  ток частотой СО,

пусть даже с весьма малой амплитудо Так как крива  намагничивани  магни топроводов трансформаторов 7 и 8  вл етс  нелинейной функцией и магнит проводы подмагничиваютс  посто нным магнитным полем благодар  протекани посто нного тока по обмоткам 15 под магничивани , то зависимость индукции от напр женности магнитного пол содержит квадратичный член.

Следовательно, синусоидальные сотавл ющие напр женностей магнитного пол  с частотами а и Зсо, создаваемые токами обмоток 10 и 9 соответст ве но, перемножаютс  друг с другом, ,в результате чего в магнитопроводе по вл етс  составл юща  индукци  с промежуточной (разностной) частотой 2со, а на обмотках 16 (как и на всех других обмотках трансформаторов 7 и 8) наводитс  ЭДС частотой 2со. Емкость дополнительного конденсатора 6 выбираетс  такой, чтобы резонансна  частота цепи 22-20 самоподмагничива- ни  промежуточной гармоникой тока преобразовательных элементов 2-4 составл ла 2. Тогда под действием наводимой на обмотках. 16 ЭДС по цеп м 22-20 каждого преобразовательного эле мента 2-4 течет ток частотой 2w, ко- -торьм создает составл кнцую напр женности магнитного пол  частотой 2со. Теперь перемножаютс  синусоидальньш составл ющие частотами 2 со и Збэ, поскольку составл кхца  напр женности магнитного пол  частотой Зсо имеет намного большую амплитуду, че{ч амплитуда составл ющей частотой СЭ. В результате перемножени  возникает си нусоидальна  составл юща  индукции

частотой со. Следовательно, по цеп м 23-12 преобразовательных элементов 2-4 протекает дополнительна  составл юща  тока частотой со, котора ,складыва сь с первоначальной составл ющей тока частотой со, увеличивает амплитуду результирующей составл ющей .

гт

далее процессы .протекают аналогичным образом, в результате чего происходит нарастание амплитуды колебаний частотой со. Этот процесс подобен процессу самовозбуждени  колебаний в автогенераторах и обусловлен нали- чием положительной обратной св зи между выходной и входной цеп ми тран- |3истора или электронной лампы. В фер194

ромагнитном преобразователе частоты в три раза положительна  обратна  св зь между входной цепью, настроенной на частоту Зи,и выходными цеп ми , настроенными на частоту со осуществл етс  с помощью цепей самопрд- магничивани  промежуточной гармоникой тока, настроенных на частоту- 2со. С ростом амплитуды колебаний частотой оэ начинают действовать нелинейные механизмы ее ограничени . В ферромагнитном преобразователе частоты в три раза такими меха низ  вл ютс  расстроечный и диссипатив- ньй механизмы и реакци  на накачку. Благодар  действию нелинейных механизмов ограничени  амплитуды прекращаетс  рост амплитуды колебаний частотой CD и устанавливаетс  стационарный работы, при котором амплитуда колебаний на нагрузке 24 остаетс  неизменной во времешь

15 20 25 зо

0

5

0

Согласно известному фазовому правилу при делении частоты возможны три стационарных режима работы делител  частоты в три раза, отлича1сщиес  с фазовым сдвигом выходного колебани  частотой W на 120°. Так как устройство по фиг.1 содержит три преобразовательных элемента 2-4, то напр жени  на их выходах 23-12 при подключенной нагрузке 24 образуют ричную трехфазную систему. Требуемьй фазовый сдвиг 120°мелщу выходными напр жени ми преобразовательных элементов 2-4 обеспечиваетс  соединением в -звезду низкочастотных: цепей 23-12 и цепей 22-20 самоподмагничи- вани  промежуточной гармоникой тока , поскольку в этом случае по цеп м 23- 12 и 22-20 токи протекают только тогда , когда их сумма равна нулю (на основании первого закона Кирхгофа), а это на частотах и 2 СО соответственно выполнимо лишь при условии, если они образуют -симметричную трехфазную систему. На фиг.2 приведена схема преобразовательного элемента, в котором в отличие от схемы по фиг.1 в низкочастотных 23-12 и высокочастотных цеп х 13-14 обмотки 9 и 10 соответственно включены последовательно встречно, а в цеп х подмагничиванй  17-18 и самоподмагничивани  проме/г/- точной гармоникой тока 22-20 обмотки 15 и 16 соединены последовательно согласно.

5145

В преобразователе имеетс  возможность изменени  кратности делени  частоты путем подключени  трехфазной нагрузки к цеп м самоподмагничивани  промежуточной гармоникой тока, при этом кратность делени  частоты составл ет полтора раза.

Кроме того, в предлагаемом устройстве самовозбуждение колебаний осуществл етс  без специального пускового устройства.

Формула

зобретени 

Claims (3)

1. Ферромагнитный преобразователь астоты в три раза, содержащий коненсатор продольной компенсации и три одинаковых преобразовательных элемента, каждый из которых включает два трансформатора, на магнитопрово- дах которых расположены три группы последовательно соединенных обмоток, образукицих низкочастотную цепь, цепь подмагничивани  и высокочасто.тную цепь преобразовательного элемента, причем низкочастотные цепи всех преобразовательных элементов соединены в звезду, а их соответственно цепи подмагничивани  и высокочастотные цепи - последовательно, к одному из свободных вьшодов высокочастотных цепей подключен конденсатор продольной компенсации, а свободные выводы цепей подмагничивани  подключены к источнику посто нного тока, о т л и- чающийсЯ тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем делени  частоты с получением трехфазного выходного напр же

5

0

5

0

36

40

96

ни , каждьш преобразовательный элемент снабжен двум  дополнительными конденсаторами и двум  последовательно соединенными дополнительными обмотками , размещенными на магнитопро- водах трансформаторов, причем первый дополнительньм конденсатор и дополнительные обмотки соединены последовательно , образу  цепь самоподмагничивани  промежуточной гармоникой тока преобразовательного элемента,второй дополнительньм конденсатор подключен к свободному выводу низкочастотной цепи, цепи самоподмагничивани  промежуточной гармоникой тока преобразовательных элементов соединены параллельно, свободные вьюодь высокочастотных обмоток и конденсатора продольной компенсации образуют выводы дл  подключени  однофазного источника синусоидального напр жени ,а свободные выводь вторых дополнительных конденсаторов преобразовательных элементов образуют вьшоды дл  подключени  трехфазной нагрузки.

2.Преобразователь по п.1, отличающийс  тем, что в низкочастотных и высокочастотных цеп х преобразовательных элементов обмотки включены согласно, а в цеп х подмагничивани  и самоподмагничивани  промежуточной гармоникой тока - встречно.

3.Преобразователь по п.1, о т- .личающийс  тем, что в низкочастотных и высокочастотных цеп х преобразовательных элементов обмотки включены встречно, а в цеп х подмагничивани  и самоподмагничивани  промежуточной гармоникой тока - согласно.