Ферромагнитный учетверитель частоты

ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Реснубоии Фт а в Щаи(51) М, Кл з Н 02 М 5,16 с присоединением заявкиГасударственный комитет Совета Министров СССР(088,8) ао делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения В. В, Коваленко Горский сельскохозяйственный институт(54) ФЕРРОМАГНИТНЫЙ УЧЕТВЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ 1,Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания различных электропотребителей повышенной частоты тока,Известные ферромагнитные учетверители частоты содержат многообмоточные насыщенные трансформаторы и конденсаторы. На сердечнике каждого трансформатора расположены первичная, вторичная обмотки и обмотки подмагничивания постоянным током и самоподмагничивания токами второй, третьей гармоник. Первичные обмотки соединяются последовательно-согласно, остальные обмотки последовательно-встречно, при этом в них уничтожается первая гармоника и в парах обмоток выделяются только четные гармоники. Пары обмоток самоподмагничивания соединяются последовательно-согласно и замыкаются на конденсатор, при этом в цепи выделяется вторая гармоника и уничтожается четвертая. Пары обмоток подмагничивания постоянным током и выходные соединения последовательно-встречно при этом уничтожается вторая гармоника и выделяется четвертая гармоника, Последовательно с нагрузкой в выходной цепи обычно включается конденсатор для уменьшения влияния внутреннего индуктивного сопротивления,Для устранения закорачивания четвертой гармоники по цепям обмоток подмагничивания постоянным током при трехфазном исполнении фазные цепи обмоток включают воткрытый треугольник, при однофазном исполнении используется запирающий фильтр5 четвертой гармоники,С целью увеличения жесткости внешней характеристики используются пары варикондов,включаемые параллельно основному конденсатору в цепи самоподмагничивания. Уп 10 равление варикондами осуществляется цсгочкой ооратной связи в функции выходногонапряжения, при его снижении емкость увеличивается. Такая система однако непозволяет увеличить отдаьаемую мощность и требует15 приьенения на выходе продольной емкостнойкомпенсации.В другом варианте с целью уменьшениявеса активных материалов и улучшения формы выходного напряжения используется до 20 полнительная обмотка подмагнпчивания третьей гармоникой тока, нагруженная на активное сопротивление. Однако применение такой системы подмагничивания имеет ряд недостатков. Ее использование возможно в трсх 25 фазных учетверителях и даст сравнительнонебольшую эффективность (до 10" крометого на выходе необход:мо иметь продольпу.оемкОстпую КОмпесаниО. В каОствс прОтОт- па принят ферромагнитный учствсрптсль ча.30 стоты, выполненный па чстырсх сердечниках50 55 60 с расположенными на них первичными и вторичными обмотками, а также обмоткамиподмагничивания емкостным током второйгармоники.Предлагаемое устройство отличается отпрототипа тем, что оно снабжено обмоткамисамоподмагничивания током четвертой гармоники, соединенными попарно встречно-последовательно и замкнутыми на конденсатор.Это отличие позволяет уменьшить расходактивных материалов и увеличить выходнуюмощность устройства,На чертеже представлена электрическаясхема устройства.Учетверитель частоты содержит четыремногообмоточных насьгщенных трансформатора. Каждый трансформатор содержит первичную (К) и вторичную (Р) обмотки, обмотки подмагничивания постоянным током%ь самоподмагничивания током второй гармоники (К,) и самоподмагничивания токомчетвертой гармоники (К 4). Первичные обмотки соединяются последовательно, Пары первичных обмоток питаются напряжением сосдвигом 90.Вторичные обмотки и обмотки подмагничивания постоянным током и самоподмагничиваниятоком второй и четвертой гармониксоединяются последовательно-встречно дляуничтожения первой гармоники и выделениячетных гармоник. Пары обмоток самоподмагничивания токов второй гармоники соединяются последовательно-согласно, при этом вцепи складываются вторые гармоники и уничтожается четвертая. Пары обмоток подмагничивания постоянным током и самоподмагничивания током четвертой гармоники соединяются последовательно-встречно. При этомуничтожается вторая гармоника и складываются четвертые гармоники.Цепи обмоток самоподмагничивания токомвторой и четвертой гармоник подключаютсяк конденсаторам С, и С соответственно, чтообеспечивает протекание в цепях опережающих емкостных токов второй и четвертой гармоник.Установлено, что амплитуда четвертой гармоники потока существенно зависит от постоянной составляющей потока, При малых значениях постоянной составляющей ее увеличение приводит к росту четвертой гармоники,при больших значениях постоянной составляющей ее увеличение приводит к снижениючетвертой гармоники,Активная и активно-индуктивная нагрузки приводят к уменьшению четвертой гармоники и постоянной составляющей потока.Если постоянная составляющая потока уменьшается, то это приводит к взаимному уменьшению и четвертой гармоники потока. Поэтому необходимо такое подмагничивание, кото 5 10 15 20 25 30 35 40 45 рое позволяет получить максимум амплитуды четвертой гармоники при стабильности постоянной составляющей потока. В зависимости от гармонического состава напряженности поля взаимное соотношение постоянной составляющей и четвертой гармоники потока меняется. При подмагничивании постоянным током четвертая гармоника потока имеет меньшее значение, чем при подмагничивании только второй или четвертой гармоникой, постоянная составляющая потока при этом максимальна. Совместное подмагничивание постоянным током и токами второй и четвертой гармоник позволяет получить наибольшую амплитуду четвертой гармоники при требуемой величине постоянной составляющей потока. Отсутствие подмагничивания постоянным током не позволяет поддерживать неизменной величину постоянной составляющей потока. Так, например при подмагничивании только током второй или четвертой гармоник увеличение нагрузки приводит к резкому уменьшению постоянной составляющей.Совместное подмагничивание постоянным током и током второй гармоники позволяет стабилизировать постоянную составляющую потока, однако не достигается режим получения максимального значения четвертой гармоники потока. 11 редложенное дополнительное самоподмагничивание током четвертой гармоники позволяет реализовать режим максимальности четвертой гармоники при стабилизации постоянной составляющей потока, При этом напряжение холостого хода и ток короткого замыкания возрастают нг 30 - 35 /оНаличие внутреннего индуктивного сопротивления требует применения на выходе продольной емкостной компенсации, Самоподмагничивание емкостным током четвертой гармоники осуществляет компенсацию внутреннего индуктивного сопротивления и исключает конденсаторы продольной емкостной компенсации на выходе, что устраняет самовозбуждение электродвигателей. Формула изобретенияФерромагнитный учетверитель частоты, выполненный на четырех сердечниках с расположенными на них первичными и вторичными обмотками, а также обмотками подмагничивания постоянным током и самоподмагничивания емкостным током второй гармоники, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода активных материалов и увеличения выходной мощности, он снабжен обмотками самоподмагничивания током четвертой гармоники, соединенными попарно встречно-последовательно и замкнутыми на конденсатор.. Устинкина Степанова хред Тираж 917итета Совета Минисений и открытийРаушская наб., д. 4/ ИИПИ ипографи Редактор В. Левитов аказ 1890/1 Изд,694 Государственного коь по делам изобре 13035, Москва, Ж,