Умножитель частоты в n раз

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 02 М 5/16 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола(54) УМНОЖИТЕЛЪ ЧАСТОТЫ В п РАЗ (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах автоматики и измерительной техники для умножения частоты сигналов многофазных датчиков, а также для создания фазовых меток в фазоизмерительных устройствах. Цель изобретения - упрощение конструкции и настройки. Умножитель Я 01396222 А 1 содержит сердечники насыц 1 ающихся трансформаторов, число которых равно кратности умножения частоты. На каждом сердечнике расположены одна вторичная и по числу фаз питающей сети первичнье обмотки. Первичные обмотки трансформаторов одноименных фаз соединены параллельно одними выводами непосредственно, а другими - через токозадающие резисторы 4 и подключены к соответствующим фазам питающей сети. Вторичные обмотки также соединены параллельно одними выводами непосредственно, а другими - через диоды 5. Умножение частоты осуществляется благодаря указанной схеме соединения элементов умножителя, в которой создается движущаяся волна электромагнитного поля. При этом д сопрстивление резисторов 4 изменяется от ф одно,о к другому по закону, обратному к фу синусоидальному, совокупности резисторов %ФУ смежных фаз сдвинуты пространственно относительно друг друга на часть периода, равную числу фаз питающей сети. Настрой- а ка осуществляется изменением токов, протекающих через обмотки двух соответствующих трансформаторов, путем изменения величины сопротивления. резисторов 4. 1 ил.СО(16) 50 В,= Р.сов(9+1), 3 Изобретение относится к электротехникеи может быть использовано в устройствахавтоматики и измерительной техники для умножения частоты сигналов многофазных датчиков, а также для создания фазовых ме.ток в фазоизмерительных устройствах.Цель изобретения - упрощение конструкции и настройки умножителя частоты.На чертеже представлена электрическаясхема умножителя частоты.Умножитель содержит сердечник 1 трансформаторов, на которых расположены первичные 2 и вторичные 3 обмотки.Последовательно в цепь каждой первичной обмотки включен токозадающий резистор 4. Цепи одноименных первичных обмоток трансформаторов соединены параллельно между собой и подключены каждая к одной из фаз А, а (В, Ь, С, с) питающей сети.Последовательно в цепь каждой вторичнойобмотки включен диод 5. Все цепи вторичных обмоток соединены между собой параллельно и подключены к выходным выводам6 и 7 для подключения нагрузки.Умножитель частоты работает следующим образом.Рассмотрим работу предлагаемого умножителя частоты на примере питания от трехфазной сети.Первичные обмотки трансформаторов,соединенные указанным образом, подключаются к соответствующим фазам питающейсети,Сопротивление й о токозадающего резистора, включенного в первичную обмотку произвольной фазы с номером 1 некотороготрансформатора с номером М, определяетсяпо формулез 1 п (Ч - 1) ф (1 1) зт (1)где п - кратность умножения частоты;.гп - количество фаз питающей сети.Отрицательному сопротивлению, полученному по формуле (1), соответствует противоположное (встречное) включение первичной обмотки, в цепь которой должен включаться данный резистор.Фазные токи, протекая по первичнымобмоткам трансформаторов, создают в каждой обмотке МДС Г, причем для фазы А величину МДС Гд первичной обмотки 1-готрансформатора определяют как Гд = 1 д 1 ю= -(2)ЗиТак как сопротивление. К резисторов меняется от трансформатора к трансформатору по обратному синусоидальному закону, то распределение МДС Гд фазы А вдоль трансформаторов (в пространстве) можно записать какГд=о 1 дз 1 п(М - 1) (3)Аналогично для МДС фаз В и С можнозаписать Гв=ы 1 вйп (М - 1) - л - 2 л (4)1 з 1 п (11 1) ф 4(5)Следует отметить, что выражения (2) - 5 (5) записаны для какого-то конкретногомомента времени.В свою очередь, токи фаз А, В, С такжеменяются по синусоидальному закону, но во времени. Тогда выражения (2) - (5) можно переписать следующим образом: Гд=в 1 оз 1 пы 1 в 1 п (М - 1) - ., - , (6)Гв - вов(п 1 -зщ(11 - 1)--(7)2 л . 2 л 2 л,15 Гс=йоз 1 п и 1в 1 п (Х - 1)- . (8) Действуя одновременно, МДС Гд, Гв,Гс создают движущуюся пространственно распределенную синусоидальную электро 20 магнитную волну,Пусть ( - 1) - Я, где Я - некоторая 2 лпеременная, принимающая только фиксированные значения; М - номер трансформа тора; и - кратность умножения частоты.Тогда можно записатьГд=Гояпв 1 япЯ; (9) Г=Го "- зз )2 л, . 2 л30 Гс= Гов 1 п ы 1з 1 п (Я -- )Ъ Ъ После несложных преобразований можнозаписать1Гд= - ,Го сов Я+ы 1) - сов (Я - в 1) ; (12)35 2 лГв - Г, сов Я+ ы 1) - сов Я - ы 1+) ;(9)Гс - Го сов Я+ ы 1) - сов (Я - ы 1+: -) ЦЙ) Тогда суммарная МДС 40 Г =Гд+Гв+Г= - рГо Зсоз (Я+в 1) + 1Сумма трех последних членов выражений (15) всегда равна нулю. Тогда Данная МДС создает электромагнитноеполе, распределение индукции В которогозаписывается аналогично:(17) а это есть не что иное, как уравнение движущегося (вращающегося) электромагнитного поля.(18) Формула изобретения Составитель Л. Устинкина Редактор А. Огар Техред И. Верес Корректор А. Обручар Заказ 1976/54 Тираж 665 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Таким образом, при изменении индукции магнитного поля по закону согласно выражению (16) в выходных обмотках трансформаторов наводятся ЭДС.Если трансформаторы работают в режиме насыщения, то распределение В отличается от выражения (17). Волна индукции электромагнитного поля описывается выра- жением однако она все равно является движущейся.При изменении В по выражению (18) происходит поочередное перемегничивание сердечников 1 трансформаторов, во вторичных (выходных) обмотках 3 которых наводятся короткие импульсы, которые через диоды 5 попадают на общую шину.Регулировка и настройка ум нож ителя частоты, заключающиеся в сдвиге отдельных импульсов друг относительно друга, осуществляется путем изменения токов, протекающих через обмотки 2 соответствующих трансформаторов. При этом момент перемагничивания этих трансформаторов меняется, что и обеспечивает сдвиг импульса.Создание движущегося электромагнитного поля с помощью токозадающих резисторов позволяет упростить конструкцию умножителя частоты, создать условия для автоматизированной намотки трансформаторов для подобных устройств. Умножитель частоты в п раз, содержащий и насыщаюшихся трансформаторов, на сердечниках каждого из которых расположены одна цепь вторичных и по числу фаз питающей сети цепи первичных обмоток, причем каждая цепь одноименных первичных обмоток трансформаторов соедииена с входными выводами для подключения одной из соответствующих фаз питающей сети, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и настройки, первичные обмотки всех трансформаторов выполнены с одинаковым количеством витков, последовательно в цепь каждой первичной обмотки включен дополнительно введенный токозадаюший резистор и все цепи одноименных первичных обмоток трансформаторов соединены параллельно, а последовательно в цепь вторичной обмотки каждого трансформатора включен дополнительно введенный диод и все цепи вторичных обмоток трансформаторов соединены парал лельно, причем общая точка соединения вторичных обмоток трансформаторов и общая точка соединения выводов одноименных электродов диодов образуют выходные выводы для подключения нагрузки, а величину сопротивления каждого из токозадающих резисторов определяют из выраженияЯмз 1 п(М - ), - ( - 1)-где Ко - начальное сопротивление, опреде ляемое произвольно из условиясогласования умножителя частотыи питающей сети;М - номер трансформатора, для которого производится расчет;и - кратность умножения частоты;30 гп - количество фаз питающей сети;)с - номер фазы питающей сети, к которой подключен рассчитываемый резистор,и при отрицательном значении величинысопротивления токозадающего резистора 35 первичная обмотка, в цепь которой включенуказанный резистор, включена в противоположном направлении по отношению к аналогичным обмоткам других трансформаторов.