SU519830A1 - Frequency doubler - Google Patents

Frequency doubler

Info

Publication number
SU519830A1
SU519830A1 SU2003435A SU2003435A SU519830A1 SU 519830 A1 SU519830 A1 SU 519830A1 SU 2003435 A SU2003435 A SU 2003435A SU 2003435 A SU2003435 A SU 2003435A SU 519830 A1 SU519830 A1 SU 519830A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
curve
load
windings
core
voltage
Prior art date
Application number
SU2003435A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Васильевич Кобзев
Юрий Михайлович Лебедев
Валентин Петрович Обрусник
Георгий Алексеевич Шадрин
Original Assignee
Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники filed Critical Научно-Исследовательский Институт Автоматики И Электромеханики При Томском Институте Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники
Priority to SU2003435A priority Critical patent/SU519830A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU519830A1 publication Critical patent/SU519830A1/en

Links

Landscapes

  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к области электротехники , в частности к регул торам переменного напр жени , умножител м частоты и числа фаз.This invention relates to the field of electrical engineering, in particular, to alternating voltage regulators, multipliers of frequency and number of phases.

Известен удвоитель частоты, выполненньш по мостовой схеме и содержащий нелинейньш дроссель, обмотки которого расположены на двух сердечниках, и цепь нагрузки.Known frequency doubler, made in a bridge circuit and contains a non-choke, the windings of which are located on two cores, and the load circuit.

Предлагаемое устройство отличаетс  от известного тем, что параллельно каждой из указанных обмоток, а также цепи нагрузки включен управл емый ключ.The proposed device differs from the known one in that a controllable key is connected in parallel with each of said windings as well as the load circuit.

Это позвол ет повысить быстродействие устройства, энергетические показатели, исключить перенапр жени  на элементах удвойтел  и упростить устройство.This allows you to increase the speed of the device, energy performance, eliminate overvoltage on the elements of doubled and simplify the device.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема двухсердечникового мостового удвоител  частоты; на фиг. 2, 3, 4 даны временные диаграммы .FIG. 1 shows a functional diagram of a two-core bridge frequency doubler; in fig. 2, 3, 4 given time diagrams.

Удвоитель частоты (фиг. 1) содержит два ферромагнитных сердечника 1 и 2, на каждом из которых расположены обмотки 3, 4 и 5, 6 соответственно, соединенные согласно по мостовой схеме. Параллельно обмоткам 3 и 5 включены ключи 7 и 8. В диагональ моста включена нагрузка 9, а параллельно ей - ключ 10.The frequency doubler (Fig. 1) contains two ferromagnetic cores 1 and 2, on each of which windings 3, 4 and 5, 6 are located, respectively, connected according to a bridge circuit. In parallel with the windings 3 and 5, keys 7 and 8 are included. A load 9 is included in the bridge diagonal, and a key 10 is parallel to it.

В качестве ключей могут быть применены любые коммутационные элементы, например реле, транзисторы, тиристоры и т. д.The keys can be used any switching elements, such as relays, transistors, thyristors, etc.

В исходном состо нии, когда обмотки 3, 5 не закорочены, сердечники 1, 2 не пол ризованы и посто нное магнитное поле в них отсутствует . Индукци  в сердечниках измен етс  по закону, представленному кривой 11 (фиг. 2), а поскольку мост симметричен, то напр жение на нагрузке 9 равно нулю. При поочередном закорачивании обмоток 3 (например , в момент 2 п) и 5 (в момент  (2/г+ +1) изменение индукции в сердечниках задерживаетс  и на врем  закороченного состо ни  она равна индукции насыщени  ( - дл  сердечника 1 и -BS - дл  сердечника 2). После сн ти  закоротки с обмоток 3 или 5, сердечники перемагничиваютс  по прежнему закону и насыщаютс  в моменты , однозначно св занные с длительностью закороченного состо ни  обмоток 3 или 5. На фиг. 2, крива  12 иллюстрирует изменение индукции в сердечнике 1, а крива  13 - в сердечнике 2, при этом относительно исходной кривой 11 крива  12 смещена на величину посто нной составл ющей 5oi, а крива  13 - на величину БОЗ. Если интервалы закороченного состо ни  обмоток одинаковы, то Soi 5o2. Таким образом, создаетс  эффект пол ризации сердечников 1, 2 без применени  посторонних источников подмагничивани .In the initial state, when the windings 3, 5 are not shorted, the cores 1, 2 are not polarized and there is no constant magnetic field in them. Induction in the cores varies according to the law represented by curve 11 (Fig. 2), and since the bridge is symmetrical, the voltage on load 9 is zero. When alternately shorting the windings 3 (for example, at time 2 p) and 5 (at time (2 / g + +1), the change in induction in the cores is delayed and for a shorted state it is equal to the induction saturation (- for core 1 and -BS - for core 2). After removing the shorts from windings 3 or 5, the cores are re-magnetized according to the same law and are saturated at times uniquely related to the length of the shorted state of the windings 3 or 5. In Fig. 2, curve 12 illustrates the change in induction in the core 1, and curve 13 - in the core 2, with relative and by a similar curve 11, curve 12 is shifted by a constant component of 5oi, and curve 13 by a value of BOZ. If the intervals of the shorted state of the windings are the same, then Soi 5o2. Thus, the effect of polarization of cores 1, 2 without the use of extraneous sources of magnetization is created .

В интервалах, когда сердечники 1, 2 насыщены , либо закорочены обмотки 3, 5, к нагрузке 9 прикладываетс  напр жение (крива  14), мгновенное значение которого равно напр жению сети (крива  15). Интервалы насыщени  одного сердечника и закороченного состо ни  обмотки другого сердечника не должны перекрыватьс , в св зи с чем обмотки закорачиваютс  на врем  не более четверти периода. Пунктирна  крива  14 (фиг. 2) обозначает напр жение на нагрузке при .оаботе удвоител  в режиме максимальное отдачи. С целью исключени  перенапр жений на элементах удвоител  частоты в каждый момент сн ти  закоротки с обмоток пропускают ток по короткозамкнутому контуру нагрузки и прерывают его при насыщении одного из сердечников 1 или 2. Так как к моменту насыщени  сердечников ток нагрузки не успевает достичь нул , то закорачиванием обмотки насыщающегос  сердечника образуетс  контур возврата избыточной реактивной энергип нагрузки в сеть. Устройство работает следующим образом. При переходе напр жени  сети (крива  15) через нуль (фиг. 3) и установлени  в момент пол рности, указанной на фиг. 1 без скобок, устройством управлени  замыкаетс  ключ 7, который закорачивает обмотку 3 на сердечнике 1. В предыдущий полупериод сердечник 1 был насыщен и при смене нол рности папр жени  сети должен бы размагничиватьс , но поскольку в момент ключ 7 закорачивает обмотку 3, то индукци  в сердечнике 1 практически не мен етс  и он попрежнему остаетс  насыщенным. Падение напр жени  на обмотках 3, 4 равно нулю (крива  16), а к нагрузке 9 (крива  14) и к обмоткам 5, 6 (крива  17), расположенным на сердечнике 2, прикладываетс  напр жение сети. В момент принудительно размыкаетс  ключ 7, при этом напр жение на нагрузке 9 становитс  равным нулю, а на обмотках 3, 4 и 5, 6 - равным половине нанр женн  сети ( кривые 16 и 17 фиг. 3). Сердечник 1 начинает размагничиватьс  (крива  18), а сердечник 2 продолжает намагничиватьс  и насыщаетс  при (крива  19). В этом случае напр жение на обмотках 5, 6 (крива  17) становитс  равным нулю, а на нагрузке 9 ( крива  14) и на обмотках 3, 4 (крива  16) напр жению сети. Естественно, что пол рность напр жени  на нагрузке 9 мен етс , хот  пол рность напр жени  сети остаетс  неизменной в течение этого полупериода. Во второй полупериод, т. е. в момент , устройством управлени  замыкаетс  ключ 8, который закорачивает обмотку 5 на сердечнике 2. Процессы, происход щие в сердечнике 2, аналогичны процессам в сердечнике 1. Таким образом происходит удвоение частоты. Пунктиром на фиг. 3 показаны диаграммы, иллюстрирующие работу удвоител  в режиме максимальной отдачи, когда угол коммутации ключей 7 и 8 равен а . 6 В случае активно-индуктивной нагрузки 9 ироцессы, нроисход щие до размыкани  ключей 7 и 8 в моменты a a., не измен ютс . При размыкании же ключей 7 и 8, в зависимости от пол рности напр жени  сети , на элементах удвоител  частоты возникают опасные перенапр жени , обусловленные э. д. с. самоиндукции индуктивности нагрузки . Здесь удвоитель частоты работает следующим образом. В начале полупериода (на фиг. 1 пол рность показана без скобок) замыкаетс  ключ 7 и начинает проводить ток (крива  20 на фиг. 4) при угле когда ток (крива  21) нагрузки 9 становитс  равным нулю и мен ет свое направлепие. В некоторый момент ключ 7 принудительно размыкаетс , а синхронно замыкаетс  ключ 10 и ток (крива  21), поддерживаемый в нрежнем направлении за счет э.д. с. самонндукции индуктивности нагрузки, замыкаетс  по его цепи (крива  22 на фиг. 4). Напр жение нагрузки 9 становитс  равным нулю, а процессы перемагничивани  сердечников 1 и 2 протекают аналогично описанным при активной нагрузке. При насыщаетс  сердечник 2, ключ 10 размыкаетс , а дополнительно замыкаетс  ключ 8, по которому протекает ток (крива  23). Напр жение на нагрузке мен ет знак на противоположный, а ток (крива  21) нагрузки при этом замыкаетс  но цепи; нагрузка 9-ключ 8-сеть-обмотка 6-нагрузка 9 и спадает до нул  в момент . Ключ 8 переходит в непровод щее состо ние, ток (крива  21) измен ет свое направление и, поскольку сердечник 2 насыП1 ,ен, протекает по обмоткам 5 и 6 (крива  24 на фиг. 4). В начале следующего полупериода (на фиг. 1 пол рность напр жени  приведена в скобках) устройством управлени  замыкаетс  ключ 8, который начинает проводить с момента и далее процессы повтор ютс , но только функции ключа 7 выполн ет ключ 8, а обмоток 3, 4 на сердечнике 1-обмотки 5, 6 на сердечнике 2. Этот период тока (крива  21) нагрузки 9 складываетс  из следующих составл ющих: тока (крива  25) через ключ 8, тока (крива  26) через ключ 10, тока (крива  27) через ключ 7 при его повторном замыкании и тока (крива  28) через обмо1ки 3, 4 при насыщении сердечника 1. Така  последовательность работы ключей 7, 8, 10 и сердечников 1 и 2 с обмотками 3, 4, 5, 6 обеспечивает независимость формы напр жени  удвоенной частоты на нагрузке 9 от ее характера. Поскольку в любой момент времени обеспечен контур протекани  тока нагрузки , то принципиально исключаютс  перенапр жени  на элементах удвоител  частоты, Кроме того, процессы перемагничивани  сердечников 1 и 2 протекают независимо от нагрузки . Углы насыщени  р1 и Рз сердечников 1 и 2 однозначно определ ютс  углами регулировани  ai и 02, а выходное напр жение синфазно с сетевым. . Ф о р м л а изобретени  Удвоитель частоты, выполненный но мостовой схеме и содержащий нелинейный дроссель , обмотки которого расположены на двух 5 сердечниках, и цепь нагрузки, отличающ и и с   тем, что, с целью повышени  быстродействи , энергетических показателей, исключени  перенапр жений на элементах удвоител  и упрощени , параллельно каждой из обмоток, а также цеии нагрузки включен управл емый ключ.In the intervals when the cores 1, 2 are saturated or the windings 3, 5 are shorted, a voltage (curve 14) is applied to the load 9, the instantaneous value of which is equal to the network voltage (curve 15). The saturation intervals of one core and the short-circuited state of the windings of the other core must not overlap, due to which the windings are short-circuited by no more than a quarter of the period. The dotted curve 14 (Fig. 2) denotes the voltage at the load when the doubler operates in the maximum recoil mode. In order to avoid overvoltages on the frequency doubler elements, at each moment of removing the short circuits, the current is passed along the short-circuited load loop from the windings and interrupted when one of the cores 1 or 2 is saturated. Since by the time the cores are saturated, the load current does not have time to reach zero, shorting The winding of the saturable core forms a circuit for returning the excess reactive load energy to the network. The device works as follows. When the network voltage (curve 15) passes through zero (Fig. 3) and is established at the moment of polarity indicated in Fig. 1 without brackets, the control device closes the key 7, which short-circuits the winding 3 on the core 1. In the previous half-period, core 1 was saturated and when changing the network polarity, the network should be demagnetized, but since at the moment the key 7 short-circuits the winding 3, then induction Core 1 remains almost unchanged and remains saturated. The voltage drop on the windings 3, 4 is zero (curve 16), and the network voltage is applied to the load 9 (curve 14) and windings 5, 6 (curve 17) located on the core 2. At the moment, the key 7 is forcibly opened, while the voltage on the load 9 becomes equal to zero, and on the windings 3, 4 and 5, 6 equal to half of the applied network (curves 16 and 17 of Fig. 3). Core 1 begins to demagnetize (curve 18), and core 2 continues to magnetize and becomes saturated at (curve 19). In this case, the voltage on the windings 5, 6 (curve 17) becomes equal to zero, and on the load 9 (curve 14) and on the windings 3, 4 (curve 16), the network voltage. Naturally, the polarity of the voltage across the load 9 varies, although the polarity of the mains voltage remains unchanged during this half period. In the second half-period, i.e. at the moment, the control device closes key 8, which short-circuits winding 5 on core 2. The processes occurring in core 2 are similar to processes in core 1. Thus, the frequency doubling occurs. The dashed line in FIG. 3 shows diagrams illustrating the operation of the doubler in the maximum return mode when the switching angle of the keys 7 and 8 is equal to a. 6 In the case of active-inductive load 9, the processes that occur before the opening of keys 7 and 8 at moments a a. Do not change. When keys 7 and 8 are opened, depending on the polarity of the network voltage, dangerous overvoltages occur on the frequency doubler elements due to e. d. self-inductance load inductance. Here the frequency doubler works as follows. At the beginning of the half period (in Fig. 1, the polarity is shown without brackets), the switch 7 closes and begins to conduct current (curve 20 in Fig. 4) at an angle when the current (curve 21) of the load 9 becomes zero and changes its direction. At some point, the key 7 is forcibly opened, and the key 10 and the current (curve 21) synchronously closed, maintained in the external direction due to the edg. with. the self-induction inductance of the load is closed along its circuit (curve 22 in fig. 4). The load voltage 9 becomes zero, and the processes of magnetization reversal of cores 1 and 2 proceed in the same way as described under active load. When core 2 is saturated, key 10 is opened, and key 8, through which current flows, is additionally closed (curve 23). The voltage on the load changes sign to the opposite, and the current (curve 21) of the load closes on the circuit; load 9-key 8-network-winding 6-load 9 and drops to zero at the moment. The key 8 goes into a non-conducting state, the current (curve 21) changes its direction and, since the core 2 is saturated, flows through the windings 5 and 6 (curve 24 in Fig. 4). At the beginning of the next half-period (in Fig. 1, the polarity of the voltage is shown in parentheses), the control device closes key 8, which begins to be carried out from the moment and then processes repeat, but only key 8 functions are performed by key 8, and windings 3, 4 on 1-winding core 5, 6 on core 2. This period of current (curve 21) of load 9 consists of the following components: current (curve 25) through switch 8, current (curve 26) through switch 10, current (curve 27) through the key 7 when it is re-closed and the current (curve 28) through the washing 3, 4 when the core is saturated 1. Ta and the sequence of operation keys 7, 8, 10 and the cores 1 and 2 with the windings 3, 4, 5, 6 ensures independence form double frequency voltage at the load 9 on its nature. Since at any moment of time the circuit of current flow through the load is provided, overvoltage on the frequency doubler elements is fundamentally excluded. Moreover, the processes of magnetization reversal of cores 1 and 2 proceed independently of the load. The saturation angles p1 and P3 of the cores 1 and 2 are uniquely determined by the control angles ai and 02, and the output voltage is in phase with the mains. . Ph o rmly of the invention A frequency doubler, made in a bridge circuit and containing a nonlinear choke, the windings of which are located on two 5 cores, and a load circuit, which is also distinguished by the fact that, in order to increase speed, energy indicators, to eliminate overvoltages on the doubler and simplification elements, a controllable key is included in parallel with each of the windings, as well as the load circuit.

.15.15

/2л гх / 2l gh

5L

 

i-Bs Оi-bs o

VxVx

ASAS

-BS-Bs

vv

LdULdu

/I x/ I x

1/ V 1 / V

77

SZZ5Szz5

7-77-7

BOIBOI

802802

N / N /

ЛиИLee

еe

:з &: z &

SU2003435A 1974-03-06 1974-03-06 Frequency doubler SU519830A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU2003435A SU519830A1 (en) 1974-03-06 1974-03-06 Frequency doubler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU2003435A SU519830A1 (en) 1974-03-06 1974-03-06 Frequency doubler

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU519830A1 true SU519830A1 (en) 1976-06-30

Family

ID=20578042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU2003435A SU519830A1 (en) 1974-03-06 1974-03-06 Frequency doubler

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU519830A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2760088A (en) Pulse-shaping circuits
SU519830A1 (en) Frequency doubler
US4270076A (en) Circuit for a brushless D.C. motor
US2959722A (en) Demagnetizing circuit for electromagnetic apparatus
US2680820A (en) Premagnetized magnetic pulser
SU130238A1 (en) AC counting trigger device
SU613458A1 (en) Thyristor control device
SU1744777A1 (en) Three-phase frequency multiplier
SU308515A1 (en) NON-CONTACT RELAY
RU2038686C1 (en) Voltage inverter
SU1007137A1 (en) Method and apparatus for demagnetizing ferromagnetic bodies
SU1684912A1 (en) Push-pull blocking oscillator
SU536575A1 (en) Single phase inverter
SU1065885A1 (en) Excitation current forming unit for domain storage
SU1368896A1 (en) Scanning converter
SU516143A1 (en) Electromagnetic sensor for contactless overcurrent relay
SU484609A1 (en) Frequency doubler
SU790312A1 (en) Reversible switch
SU1001394A2 (en) Inverter
SU1697224A1 (en) A c/a c voltage converter
US3247448A (en) Multiple frequency oscillator
RU2038684C1 (en) Off-line inverter
SU1497696A1 (en) Parallel current inverter
SU418839A1 (en)
SU1714776A1 (en) Two-stage dc voltage converter