SU283386A1 - Умножитель частоты - Google Patents

Description

Известен умножитель частоты, содержащий магнитный усилитель с двум  рабочими обмотками , точка соединени  которых подключена к одному из вводов однофазной сети, и выходной трансформатор с двум  первичными обмотками , средние точки которых подсоединены к другому из вводов однофазной сети.

Недостатком известного умножител   вл етс  невозможность получени  высокой относительной величины третьей гармоники в выходном напр л ении.

Предлагаемый умножитель частоты отличаетс  от известного тем, что конны первичных обмоток подключены через диоды к крайним точкам вспомогательных потенциометров, средние точки которых соединены с концами рабочих обмоток магнитного усилител .

Это отличие позвол ет повысить относительную величину третьей гармоники в выходном напр жении.

На фиг. 1 дана принципиальна  схема умножител  частоты с компенсацией первой гармоники без применени  дополнительного трансформатора; на фиг. 2 представлены эпюры токов в элементах умножител  частоты; на фиг. 3 - принципиальна  схема дополнительного трансформатора дл  компенсации первой гармоники , включенного на выходе умножител  частоты.

Умножитель частоты содержит магнитный усилитель / с рабочими обмотками 2 и 3, точка 4 соединени  которых подключена к вводу однофазной сети, содержащей вводы 5 и 6.

Умножитель частоты содержит выходной трансформатор 7 с двум  первичными обмотками S и Я средние точки которых подсоединены к вводу 6. Кроме того, концы нервичных обмоток 8, 9 подключены через диоды 10 к крайним точкам вспомогательных потенциометров //, средние точки которых соединены с концами рабочих обмоток 2, 3 магнитного усилител  ).

При наличии в управл ющих обмотках 12 магнитного усилител  / тока такой пол рности , что при положительной полуволне магнитного потока в сердечнике с рабочей обмоткой 2 этот магнитный ноток совпадает по направлению с подмагничнвающим магнитным потоком, получим показанные на фиг. 2, а токи: ь - в рабочей обмотке 2 и is - в рабочей обмотке 5. Пунктиром показана перва  гармоника тока (9, причем видно, что вслед за ней наибольшую величину имеет втора  гармоника . Из-за включени  через двухполупериодные вынр мители, состо щие из диодов 10 и первичных обмоток 8, 9, по первичпым обмоткам 8, 9 трансформатора 7 нроход т выпр мленные значени  этих токов i-2 и h. На фиг. 2, а

тнром, причем д.л  тока f;-. цзобра/кены так. чтобы получить величину - 1.1 ,

Напр жение на вторичиой обмотке 1о трансформатора 7 вследствие разнонол рного )5ключени  двух нервичных обмоток 5, 9 определ етс  разностью выпр мленных токов |ь| - I.- , котора  показана на фнг. 2, б п состоит из примерно одинаковых но амплитуде пе)вой и третьей гармоник. Простейн1ий сиособ компеисации первой гармоники в выходном направлении состоит в подключении с обратной пол рностью дополнительной обмотки 14 в цепь питани  со стороны ввода 6 однофазной сети па сумму токов b+i; рабочих обмоток 2, 3 магнитного усилител  /, изображенную на фиг. 2, б. Кривые фиг. 2, б в масштабе представл ют вышеупом нутые токи, отнесенные к одному витку трансформатора 7. У кривой -иа фиг. 2, б треть  гармоника значительно меньше нервой. Поэтому, выбрав относительно небольшое чнсло витков у дополнительной обмотки 14 и пропуска  через нее ток (Il+b), в противофазе отпосительно тока h , текушего в первичных обмотках 8, 9 трансформатора 7, можно полностью скомпенсировать на выходе нервую гармонику, не уменьшив значительно, ток третьей гармоники . Благодар  этому получим утроитель частоты , дл  которого практически не потребуетс  фильтр третьей гармоники.

Повышенный выход третьей гармоники в предлагаемом утроителе объ сн етс  тем, что на выходе треть  гармоника получаетс  главным образом за счет преобразовани  второй гармоники (нри помош,и выпр мител  и последуюш ,его вычитани ), а втора  гармоника имеет наибольшую амплитуду после первой гармоники. Чтобы убедитьс  в этом, достаточно посмотреть на фиг. 2, в, где в токах рабоч 1х обмоток, магнитного усилител  (показаны пунктиром иосле выпр млени ) оставлены только перва  гармоника и втора  гармоника. Получаюш,ийс  выходной ток i имеет третью гармонику с большей амплитудой, чем нерва   гармоника.

Графики на фиг. 2 в цел х упрощени  построены так, как будто выпр мление происходит в безындуктивной цепи. Имеюща с  в цени индуктивность станет производить сглаживание нредставленных крнвых вынр млеиного тока, особенно в месте острых и глубоких внадни . нслел.етвие чего оудет уменьшатьс  треть  1армо11нка- Однако даже если ипдукТИВПОСТ1 ) п,епи окажетс  настолько большой, что впадины практически выравн ютс  с малой полуволной выпр мленного тока, то и тогда остаетс  значительна  дол  третьей гармоники , так как тогда, например, крива  fis будет иметь форму двух выступов (положительного и отрицательиого) с рассто нием л между их максимумами и с шириной выступа приблизительно 0,5 .

Хот  потенциометры 11 создают донолнительпые потери, но одновременно уменьщают долю нндуктивности в цели, новыша  выход

-третьей гармоники. Поэтому в некоторых случа х опп могут оказатьс  целесообразными.

Второй ирием компенсации первой гармоники иа выходе устройства изображен иа фиг. 3. Здесь включен дополиительный трансформатор 15, на вторичную обмотку 16 которого включены активное соиротивлеиие 17 и фильтр третьей гармоники, состо щий из параллельно включенных конденсатора 18 и траисформатора 19. Это иозвол ет разделить вторичное напр жепие трансформатора 15 па первую н третью гармоники, после чего из нанр жени  вторичной обмотки 13 трансформатора 7 вычесть нужную долю первой гармоники, прибавив дополнительную долю третьей гармоники.

Конденсатор 20  вл етс  компенсирующим дл  .ей цени третьей гармоники.

В качестве выходного трансформатора 7 может быть нрименен трансреактор с резонансн .ой емкостью.

Предмет изобретени 

Умножитель частоты, содержащий магнитный усилитель с двум  рабочими обмотками,

точка соединени  которых подключена к одному нз вводов однофазной сети, и выходной трансформатор с двум  нервичными обмотками , средине точки которых подсоединены к другому из Бво,дов однофазной сети, отличаюишйс  тем, что, с целью повышени  относительной величииы третьей гармоники в выходиом панр жепии, концы первичных обмоток подключены через диоды к крайним точкам вспомогательных потенциометров, средние точки которых соединены с концами рабочих обмоток магнитного усилител .

sr

Ри$.2