SU782084A1

SU782084A1 - Magneto-thyristor frequency multiplier by even number with direct coupling

Info

Publication number: SU782084A1
Application number: SU782636380A
Authority: SU
Inventors: Рустем Анварович Ахмеров; Юрий Анатольевич Лось; Любовь Эммануиловна Рогинская
Original assignee: Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе
Priority date: 1978-06-30
Filing date: 1978-06-30
Publication date: 1980-11-23

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве умножителей частоты с непосредственной связью.The invention relates to a conversion technique and can be used as frequency multipliers with direct coupling.

Известны магнитно-тиристорные умножители частоты с непосредственной связью, содержащие ферромагнитный преобразователь числа фаз, к выходным зажимам которого подключены тиристоры. Нагрузка в таких преобразователях включена между нулевой точкой ферромагнитного преобразователя числа фаз и общей точкой тирие- . торной группы [1], [2], [3], [4] и [5].Known magnetic thyristor frequency multipliers with direct coupling, containing a ferromagnetic converter of the number of phases, to the output terminals of which thyristors are connected. The load in such converters is included between the zero point of the ferromagnetic phase-number converter and the common point of tirie. torus groups [1], [2], [3], [4] and [5].

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является магнитнотиристорный умножитель в четное число раз с непосредственной связью, содержащий ферромагнитный преобразователь числа фаз, * преобразующий входное трехфазное напряжение в требуемое многофазное напряжение, и тиристоры. Для согласования магнитно-тиристорного умножителя частоты с нагрузкой используется однофазный выходной трансформатор. В таких умножителях частоты число фаз ферромагнитного преобразователя равно удвоенной кратности умножения, а. к каждому выходному выводу преобразователя числа фаз подключено по одному тиристору. Первичная обмотка выходного трансформатора включена между общей точкой тиристоров и нулевой точкой ферромагнитного преобразователя числа фаз. Нагрузка подключена ко вторичной ⁵ обмотке выходного трансформатора [5].Closest to the proposed technical essence is an thyristor multiplier an even number of times with direct connection, containing a ferromagnetic converter of the number of phases * converting the input three-phase voltage to the required multiphase voltage, and thyristors. To match the thyristor frequency multiplier with the load, a single-phase output transformer is used. In such frequency multipliers, the number of phases of the ferromagnetic converter is equal to twice the multiplication factor, and. one thyristor is connected to each output terminal of the phase number converter. The primary winding of the output transformer is connected between the common point of the thyristors and the zero point of the ferromagnetic converter of the number of phases. The load is connected to the secondary ⁵ winding of the output transformer [5].

К недостаткам магнитно-тиристорных умножителей частоты в четное число раз следует отнести то, что число выходных фаз ферромагнитного преобразователя равно 0 удвоенной кратности умножения частоты, что приводит к большим весо-габаритным показателям умножителя частоты и усложнению его конструкции.The disadvantages of magnetic thyristor frequency multipliers by an even number of times include the fact that the number of output phases of a ferromagnetic converter is 0 times the frequency multiplication factor, which leads to large weight and size characteristics of the frequency multiplier and the complexity of its design.

Цель изобретения — уменьшение веса и габаритов и упрощение конструкции магнит⁵ но-тирисгорных умножителей частоты в четное число раз с непосредственной связью.The purpose of the invention is the reduction of weight and dimensions and the simplification of the design of the magnet ⁵ no-thyristor frequency multipliers by an even number of times with a direct connection.

Поставленная цель достигается тем, что в магнитно-тиристорном умножителе частоты, содержащем ферромагнитный преобразователь числа фаз с нулевым выходным выводом, который вместе с остальными выходными выводами через тиристоры подключен к первичной обмотке трансформатора, первичная обмо’тка трансформатора782084 выполнена со средней точкой, подключенной к нулевому выходному выводу ферромагнитного преобразователя, к каждому из остальных выходных выводов которого подключены пары тиристоров, объединенные между собой анодом и катодом, причем противоположные электроды тиристоров каждой пары подключены к разноименным концам первичной обмотки.This goal is achieved by the fact that in a thyristor magnetic frequency multiplier containing a ferromagnetic phase number converter with a zero output terminal, which, together with the remaining output terminals, is connected through the thyristors to the primary winding of the transformer, the primary winding of the transformer 782084 is made with a midpoint connected to the zero the output terminal of the ferromagnetic converter, to each of the other output terminals of which pairs of thyristors are connected, interconnected by the anode and cathode, at it counter electrodes of the thyristors of each pair are connected to the opposite pin of the primary winding.

На фиг. 1 представлена блок-схема магнитно-тиристорного умножителя частоты в чётное число раз с непосредственной связью; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема умножителя частоты с кратностью умножения, равной восьми; на фиг. 3 — кривые выходных фазных напряжений ферромагнитного преобразователя числа фаз и кривая выходного напряжения умножителя частоты.In FIG. 1 shows a block diagram of an thyristor frequency multiplier an even number of times with direct coupling; in FIG. 2 is a circuit diagram of a frequency multiplier with a multiplication factor of eight; in FIG. 3 - curves of the output phase voltages of the ferromagnetic converter of the number of phases and the curve of the output voltage of the frequency multiplier.

Магнитно-тиристорный умножитель частоты в четное число раз с непосредственной связью (фиг. 1) содержит ферромагнитный преобразователь числа фаз 1,блоК тиристоров 2,выходной трансформатор 3.Вторичная обмотка трансформатора является выходом устройства. К выводам 4, 5 и 6 подается входное трехфазное напряжение с частотой сети, а с выводов 7 и 8 снимается выходное напряжение с частотой, в четное число раз выше йастбты питающего' напряжения.The thyristor frequency multiplier an even number of times with direct coupling (Fig. 1) contains a ferromagnetic phase number converter 1, a block of thyristors 2, an output transformer 3. The secondary winding of the transformer is the output of the device. The input three-phase voltage with the mains frequency is supplied to the terminals 4, 5 and 6, and the output voltage with the frequency that is an even number of times higher than the supply voltage is taken from the terminals 7 and 8.

Ферромагнитный преобразователь числа фаз 1 магнитно-тиристорного умножителя частоты в восемь раз ’(фиг. 2) содержит три входные фазные обмотки 9, 10 и 11 и условно обозначенные выходные фазные обмотки 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 и 19,которые образованы' соединением в зигзаг вторичных обмоток специального трансформа' тора с соответствующим числом витков, размещенных на различных стержнях трехфазного магнитопровода. Он преобразует входную трехфазную систему напряжений в 8-фазную несимметричную систему этой же частоты.The ferromagnetic transducer of the number of phases 1 of the thyristor frequency multiplier is eight times' (Fig. 2) contains three input phase windings 9, 10 and 11 and conditionally designated output phase windings 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 and 19 , which are formed by connecting in a zigzag of the secondary windings of a special transformer with a corresponding number of turns placed on different rods of a three-phase magnetic circuit. It converts the input three-phase voltage system into an 8-phase unbalanced system of the same frequency.

Угловые координаты этих фаз можно получить из 16-фазной симметричной системы напряжений путем выбора из каждых двух фаз,сдвинутых относительно друг друга на 180°, той,которая имеет меньший угол с ближайшей к ней входной фазой 9, 10 или 11.K каждой из выходных фазных обмоток (12—19) подключено по два тиристора.The angular coordinates of these phases can be obtained from a 16-phase symmetric system of voltages by choosing from each two phases 180 ° shifted relative to each other, one that has a smaller angle with the input phase 9, 10, or 11.K closest to each of the output phase windings (12-19) connected by two thyristors.

Очередность работы тиристоров (фиг. 2) следующая: 20—21—22—23—24—25—26— 27—28—29—30—31—32—33—34—35. При включении тиристора 20 в момент времени t <, положительное напряжение фазы 12 прикладывается к началу полуобмотки 36 выходного трансформатора 3 и на выходной обмотке 37 формируется положительная полуволна выходного напряжения. После выключения тиристора 20 в момент времени tj. включают тиристор 21 и и положительное напряжение фазы 13 прикладывается к концу полуобмотки 38 выходного трансфор4 матора 3 и на его выходной обмотке 37 формируется отрицательная полуволна выходного напряжения. После выключения тиристора 21 в момент времени tj включают тиристор 22 и фаза 17 подключается опять к концу полуобмотки 38 выходного трансформатора 3. Поскольку знак напряжения ‘фазы 17 в течение времени работы тиристора 22 отрицательный, то на выходной обмотке 37 формируется положительная полуволна выходного напряжения повышенной частоты.The sequence of operation of the thyristors (Fig. 2) is as follows: 20–21–22–23–23–24–25–26–27–28–29–30–31–32–33–34–35. When the thyristor 20 is turned on at time t <, the positive voltage of phase 12 is applied to the beginning of the half-winding 36 of the output transformer 3 and a positive half-wave of the output voltage is formed on the output winding 37. After turning off the thyristor 20 at time tj. turn on the thyristor 21 and and the positive voltage of phase 13 is applied to the end of the half winding 38 of the output transformer 4 of the transformer 3 and a negative half wave of the output voltage is formed on its output winding 37. After turning off the thyristor 21 at the time tj, the thyristor 22 is turned on and the phase 17 is connected again to the end of the half winding 38 of the output transformer 3. Since the voltage sign of the phase 17 during the operation time of the thyristor 22 is negative, a positive half-wave of the increased frequency output voltage is generated on the output winding 37 .

Формирование остальных полуволн выходного напряжения с учетом указанной выше очередности работы тиристоров показано на фиг. 3.The formation of the remaining half-waves of the output voltage, taking into account the above-mentioned sequence of operation of the thyristors, is shown in FIG. 3.

Использование предлагаемых в изобретений схемных взаимосвязей позволяет значительно упростить конструкцию ферромаг- . нитного преобразователя числа фаз за счет снижения в два раза числа выходных фаз иуменьшения количества его обмоток. Так, например, для магнитно-тиристорного умножителя частоты в 8 раз количество обмоток снижено с 32-х до 17-ти по сравнению с выбранным прототипом. Учитывая, что типовая мощность ферромагнитных преобразователей числа фаз является функцией суммарного количества витков добавочных обмоток, снижение последних влечет за собой и уменьшение веса и габаритов блока преобразования числа фаз, а, следовательно, и в целом магнитно-тиристорного умножителя частоты, поскольку вес блока преобразования числа фаз составляет 70 80% веса всего магнитно-тиристорного умножителя частоты.The use of the proposed in the invention circuit relationships can significantly simplify the design of ferromag-. nitric phase number converter by halving the number of output phases and reducing the number of its windings. So, for example, for a magnetic thyristor frequency multiplier, the number of windings is 8 times reduced from 32 to 17 compared to the selected prototype. Given that the typical power of ferromagnetic phase number converters is a function of the total number of turns of the additional windings, a decrease in the latter entails a decrease in the weight and dimensions of the phase number conversion unit, and, consequently, in general, a thyristor frequency multiplier, since the weight of the number conversion unit phase is 70 to 80% of the weight of the entire thyristor frequency multiplier.

Высокие энергетические показатели пред- ложечного устройства достигаются путем включения конденсаторов последовательно или параллельно нагрузке [4]. ..High energy performance of the proposed device is achieved by switching capacitors in series or parallel to the load [4]. ..

Предлагаемый магнитно-тиристорный умножитель частоты в восемь раз с выходной мощностью 25 кВа в 1,6 раза легче такого же' умножителя, изготовленного по схеме, аналогичной известной.The proposed magnetic thyristor frequency multiplier is eight times with an output power of 25 kVA 1.6 times lighter than the same multiplier made according to a scheme similar to the known one.

Описанные умножители частоты в четное число раз с непосредственной связью могут быть использованы для питания высокочастотных нагрузок: индукционного' нагрева металлов, авиационного электрооборудования (400 Гц), и в трехфазном варианте, состоящем из трех однофазных для Питания высокочастотных асинхронных двигателей 100 и 20Q Гц при исходной 3-фазной сети 50 Гц.The described frequency multipliers an even number of times with direct connection can be used to power high-frequency loads: induction heating of metals, aircraft electrical equipment (400 Hz), and in the three-phase version, consisting of three single-phase for powering high-frequency asynchronous motors 100 and 20Q Hz at the initial 3-phase network 50 Hz.

Claims

1. US patent number 3715647, CL. 321-7, 1973.

2. USSR author's certificate number 587574, cl. H 02 M 5/22, 1971.

3.Los Yu.A. The basic principles of the synthesis of autotransformer phase converters of magnetically thyristor frequency multipliers with a direct link "Thyristor frequency converters for induction heating of metals" - Mezhvuzovskiy Scientific Digest, No. 7.

4. Goginska L. E., Los Yu. A.. Investigation of processes in thyristor frequency multipliers with direct connection in the presence of capacitive compensation .- Materials of that inter-university scientific-technical conference on the application of high frequency current in agriculture and individual fields x industry. Ordzhonikidze, 1974.

5.Shapiro S.V., Los Y.A. Magnetic-frequency-frequency multipliers in an even number of times with a direct connection .- “Thyristor frequency converters for induction heating of metals —Truck AIM, vol. 48, sat. 3

T f

4 5 6