Умножитель частоты

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРАвторизобретения С, М. Кацнельсон Заявитель Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспортаУМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ Известные умножители частоты, содержащие первичные, дополнительные и вторичные обмотки, не позволяют получать высокий или опережающий коэффициент регулируемой мощности.С целью получения высокого или опережающего коэффициента регулируемой мощности предложен умножитель, в котором применены по числу первичных обмоток компенсаторы реактивной мощности, выполненные в виде двух параллельно включенных вентилей с искусственной коммутацией. Входными обмотками компенсаторов служат дополнительные Обмотки умножителя, а выходные обмотки имеют общий магнитопровод со вторичной обмоткой умнояителя.На фиг. 1 представлена схема удвоителя частоты с однофазным выходом; на фиг. 2 - схема утроителя частоты с однофазным выходом и на фиг, 3 - схема удвоителя частоты с трехфазным выходом.Удвоитель частоты с однофазным выходом содержит два компенсатора 1 и 2, представляющих собой короткоз ам кнуты е выпрямители, Их выходные обмотки 3 имеют общий магнитопровод со вторичной обмоткой 4 удвоителя частоты. Основные вентили 5 и б каждого из компенсаторов отрегулированы в сторону опережения на угол, близкий к 90 эл., поэтому коммутация их осуществляется искусственно с помощью вентилей 7, 8 и коммутирующего конденсатора 9.Если в какой-то момент времени горел вентиль 5, а конденсатор 9 был заряжен с указанной полярностью, то при зажигании вентиля 7, спустя несколько градусов после того, когда э.д.с. в цепи вентиля 5 прошла через положительный максимум, вентиль 5 погаснет, и постоянный ток, протекавший через 10 обмотки 3 и 10 компенсатора 1, потечет через вентиль 7 и будет перезаряжать конденсатор 9. В процессе перезаряда полярность этого конденсатора изменится на обратную, в результате потенциал средней точки обмот ки 10 будет становиться все более положительным. Когда Он станет больше фазного напряжения, включится вентиль б, в цепи которого в данный момент э.д.с. отрицательная, а вентиль 7 погаснет за счет запаса энергии 20 в обмотке 3. При этом ток, протекающий пообмотке 10, будет опережать напряжение на угол, близкий к 90 эл. Аналогичным образом осуществляется искусственная коммутация вентилей и в компенсаторе 2.25 Обмотки 3 выполняют функции дросселей,на которые замкнуты накоротко по постоянному току короткозамкнутыс выпрямители.Направление намагничивающих сил, создаваемых постоянной составляющей тока в этих 30 обмотках, встречно, что предотвращает по.30 35 40 стоянное подмагничивание трансформаторов. Переменное напряжение, приложенное к обмотке 3, имеет двойную частоту, причем гармоники намагничивающих сил двойной частоты совпадают по фазе благодаря применению схемы Скопа, так как напряжения в обмотках 10 сдвинуты между собой по фазе на 90 эл. Если подключить нагрузку и обмотке 4 удвоителя, то по ней будет протекать ток двойной частоты. Ток нагрузки двойной частоты траьсформируется в первичную питающую сеть как трехфазный ток нормальной .астоты благодаря переключениям, осуществляемым вентилями 6 и 6. В результате трехфазный ток, протекающий в питающей сети, будет состоять из двух составляющих: реактивного опережающего тока и тока нагрузки, который может оыть актигным или активно- индуктивным. При отсутствии нагрузки описанный преобразователь может выполнять роль статического компенсатора реактивной мощности, причем величину этой реактивной мощности легко регулировать, смещая по фазе напряжение, подаваемое на управляющие электроды вентилей. При наличии нагрузки двойной частоты преобразователь выполняет функции статического компенсатора реактивной мощности и удвоителя частоты.На таком же принципе выполняются и утроители частоты (фиг. 2), В их схему входят два короткозамкнутых выпрямителя 11, 12 с искусственной коммутацией вентилей 13, 14, 15, осуществляемой с помощью узла искусственной коммутации, образованного коммутирующей емкостью 16, коммутирующими вентилями 17 и 18 и пусковым вентилем 19. При включении устройства вентиль 19 заряжает емкость 16, после чего перезаряд ее осуществляется через коммутирующие вентили 17 и 18 за счет запаса энергии в обмотках 20, выполняющих роль дросселей. Намагничивающие силы этих обмоток попостоянному току скомпенсированы. На вто 5 10 15 20 25 ричной обмотке утроителя получается напряжение тройной частоты.Таким образом, устройство представляет собой утроитель частоты, совмещенный с компенсатором реактивной мощности.В трсхфазном удвоителе частоты, совмещенном с компенсатором реактивной мощности (фиг. 3), первичные обмотки соединены в треугольник и имеют общий магнитопровод с входными обмотками 21 короткозамкнутых выпрямителей 22, 23 и 24 с искусственной коммутацией вентилей. На фиг. 3 показана полностью только одна ячейка выпрямителя 24 со схемой искусственной коммутации вентилей, аналогичная рассмотренной на фиг. 1. Короткозамкнутые выпрямители замкнуты накоротко по постоянному току на три об:;отки 26, которые соединены в зигзаг с обмотками 26 для ослабления постоянного подмагничивания. Со вторичных обмоток 27 удвоителя снимается трехфазный ток двойной частоты,Предлагаемые устройства умножителей частоты, совмещенные с компенсатора ми реактивной мощности, в настоящее время могут найти применение в установках индукционного нагрева, а при трехфазном исполнении и в электроприводах. Предмет изобретенияУмножитель частоты, содержащий первичные, дополнительные и вторичные обмотки, отличающийся тем, что, с целью получения гысокого или опережающего коэффициента регулируемой мощности, применены по числу первичных обмоток умножителя компенсаторы реактивной мощности, выполненные в виде двух параллельно включенных вентилей с искусственной коммутацией, причем в качестве входных обмоток компенсаторов использованы дополнительные обмотки умножителя, а выходные обмотки компенсаторов имеют общий магнитопровод со вторичной обмоткой умно- жителя.207284 а 1 Редактор П. А, Вербова Заказ 42/13 Тираж 530 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Центр, пр. Серсва, д, 4 ипография, пр. Сапунова, 2 Составитель Л. БорисоваТехред Л, Я. Бриккер Коррект и С. Ф. Гоптаренкои С А Башлыкова