Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(11) 547944 1) Дополнительное к авт. свид-ву - 2) Заявлено 25.09.75 (21) 2175071/07 2 М 5 14 исоединением заявкиасударстаенный комитеСовета Миниотроа СССРпо делам изобретенийи открытий(43) Опубликовано 25.02,77. Бюллетень(4 б) Дата опубликования описания 24.05,77Ь ОДНОФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯФАЗНОЕ Предлагаемое устроиство относится к статическим преобразователям однофазного напряжения в трехфазное и может быть применено во вторичных источниках питания, в стабилизаторах с фазовым управлением, для запитки двигателей гироскопов, электромеханических затворов лазеров и т,д,Известны статические преобразователи фаз напряжения на основе одного или нескольких трансформаторов, В указанных преобразователях для получения трехфазного напряжения предусматривается использование обмоток с различным включением, расположенных на сердечниках из электротехнической стали, и пассивных элементов (резисторов, конденсаторов, дросселей, компенсационных обмоток) в различных комбинациях.Такие устройства достаточно сложны в реализации и обладают большим весом и габаритами,преобрника, ум из нструкции устройством а основе трехстержневоеской стали, в котощепляющих элементов положенные на сердечнный преобразователь онструктивных признаБолее простым по ко ется преобразователь н го сердечника из электротехнич ром в качестве фазорас используются обмотки, рас нике, и конденсатор. Указа наиболее близок по ряду к ков и решению задачи заявляемому устройству и может быть выбран в качестве прототипа.Для обеспечения расщепления фазы необходимо наличие обмоток и пассивных элементов, что является недостатком прототипа, так как приводит к довольно сложной конструкции, а также большому весу и габаритам.Цель изобретения - упрощение конструкцииазователя на основе терхстержневого сердеченьшение его веса и габаритов. Это достигается выполнением сердечникаполяризованного пьезокерамического материала и фазорасщепляющих элементов в виде секции воз будителя и генератора, последняя из которых имееттри резонирующих звена, жестко связанных своими противоположными торцами соответственно с секцией возбудителя и общим основанием. Связь резонирующих звеньев с возбудителем осуществляетсяточках механических колебаний, сдвинутых относительно друг друга на 120 , и обеспечивается с помощью керамического клея или путем вжигания серебра.На фиг, 1 схематически изображен предлагае мый преобразователь; на фиг. 2,а показана фазоваяхарактеристика возбудителя, а на фиг. 2,б - амплитудная характеристика.Как видно из фиг, 1, предлагаемое устройство состоит из секции возбудителя 1 с нанесенными электродами 2, секции генератора с тремя резонирующими звеньями 3, 4, 5 с нанесенными электродами 6 и общего основания 7.Торец секции возбудителя 1 и торцы трех резонирующих звеньев секции 3, 4, 5, генератора жестко скреплены с общим основанием 7 в виде металлического угольника, а противоположные торцы резонирующих звеньев связаны с секцией возбудителя в точках механических колебаний со сдвигом относительно друг друга на 120.Поскольку длина секции возбудителя соответ. ствует одному периоду стоячей волны (360), то указанные точки определяются делением длины волны на три равные части.Трехстержневой сердечник выполнен на основе пьезокерамического материала, например типа ЦТС, с поперечно-поперечной поляризацией. Электроды нанесены любым из известных методов, например, напылением, вжиганием и т.д. Число электродов секции возбудителя выбрано из условия ее равномерного возбуждения (полуволнового), а число электродов (дискретных участков) резонирующих звеньев - из требований точности выходных напряжений преобразователя. Все электроды имеют прямоугольную форму.Устройство работает следующим образом.При подаче на вход секции возбудителя переменного электрического сигнала в пьезоэлементе возникают механические колебания (прямой пьезоэффект), частота которых равна частоте приложенного напряжения.Благодаря жесткой связи резонирующих звеньев с секцией возбудителя в точках механических колебаний, имеющих сдвиг между фазами в 120 (см. фиг. 2), на электродах резонирующих звеньев за счет обратного пьезоэффекта появляется переменное электрическое напряжение с той же частотой, Фаза этого напряжения совпадает с фазой механических колебаний, причем его величина зависит от ряда факторов (свойств пьезокерамического материала, типа колебаний, площади пластин и т.д,),В результате, с электродов резонирующих звеньев снимаются три переменных напряжения со сдвигом между ними 120 и амплитудами, соответствующими фазовым сдвигам А А А, (см.фиг. 2), Выравниваются амплитуды напряжений подсоединением или отключением дискретных участков электродов 6 резонирующих звеньев.5 Обычно такое подключение осуществляется путемподпайки соединительных перемычек к электродам. Требуемая выходная мощность обеспечивается выбором размеров площадей резонирующих звеньев.10 Паразитные колебания в предлагаемом преобразователе отсутствуют, так как устройство возбуждается на собственной резонансной частоте,Таким образом предлагаемый преобразовательпозволяет получить трехфазное напряжение из 15 однофазного, При этом исключаются обмотки идругие элементы, что значительно снижает габариты и вес и суЩественно упрощает устройство.Важным положительным свойством предложенного преобразователя является возможность рабо ты в повышенном диапазоне частот (например,ультразвуковом диапазоне), благодаря чему упрощаются вторичные цепи,Формула изобретения1. Преобразователь однофазного напряжения втрехфазное, содержащий многостержневой сердеч ник, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения функциональных возможностей, упрощения и уменьшения весогабаритных показателей, сердечник, выполненный из поляризованного пьезокерамического материала с нанесенными на него 35 электродами, состоит из секций возбудителя игенератора, причем стержни сердечника образуют резонирующие звенья генератора, жестко связанные своими противоположными торцами соответственно с секцией возбудителя и общим основанием, а 40 связь резонирующих звеньев с возбудителем осуществлена в точках механических колебаний, сдвинутых по фазе друг относительно друга.2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью выравнивания амплитуд выходных напряжений, электроды резонирующихзвеньев разделены на дискретные участки, которые объединены в группы с общей площадью, обратно пропорциональной амплитуде колебания в точках возбуждения.547944 ставитель Ю, Анд хред 3. Фанта Корректор С. кмар Тираж ИИПИ Государственн по делам 113035, Москв88 10 аказ ого комитета изобретений и , Ж, Рауш Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 ПП ктор А. Осочников ПодписноеСовета Министров СССРоткрытийская наб., д 4/5