Магнитно-тиристорный удвоитель частоты

Гос Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ изоьеетиния,;653699 н двтоеском свидетальс 61) Дополнительное к авт. свид-ву 22) Заявлено 02.02.77 (21) 244821 8 24-0 М, Кл,Н 02 М 5 с прнсоединени (23) Приоритет явкиосударстеенный комитет СССР по делам изобретений н открытий. 263(088.8) Опубликовано 25.03.79.Бюллетень М Дата опубликования описания 30.03.7) МАГНИТНО-ТИРИСТОРНЫИ УДВ Ь ЧАСТОТЬ Изобретение относится к ферромагнитным устройствам энергетического назначения и предназначено для преобразования электроэнергии с удвоением частоты с большим верхним пределом диапазона регулируемой мощности в нагрузке.Известны магнитные преобразователи электроэнергии с удвоением частоты 1.Известен также магнитно-тиристорный умцожитель частоты, в котором регулировку выходного напряжения можно осуществлять це только изменением тока полмагцичивация, но и изменением угла горения тиристоров, включенных последовательно между источником питания и обмотками воз буждеция 2.Для построения умножителя частоты (обеспечивающего умножение частоты в два раза) подобного типа с трехфазным выходом необходимо взять три умножителя с однофазным выходом.При максимальном уровне напряжения питания, приложенного к обмоткам возбуждения (угол зажигания тиристоров равен нулю), напряжение на выходе упомянутого умцожителя растет с увеличением тока подмагничивания до определенного значения тока подмагничивания. При дальнеишем увеличении тока подмагничивания рост выходного напряжения удвоенной частоты и соответственно рост выделяемой мощно тц в нагрузке прекращается. Это является недостатком магнитных преобразователей электроэнергии с удвоением частоты такого типа.Прототипом предложенного устройстваслужит магнитно-тиристорный удвоитель частоты, содержащий два тиристора, олин из которых анодом подключен к одному из овходных выводов для источника питания.два полуволновых дросселя насыщения с ферромагнитными сердечниками, на которых расположены две встречно-последовательно соединенные обмотки возбуждения, а 15 также обмотка полмагццчцвацця, соединенная последовательно с линейным лросселем, и выходная обмотка 2.Целью изобретения является расширение диапазона регулирования выходной мощности устройства.Предлагаемый магнитно-тиристорный удвоитель частоты, содержащий два тиристора, один из которых анодом подключен к одному из входных выводов для источника50 55 питания, два полуволновых дросселя насыщения с ферромагнитными сердечниками, на которых расположены две встречно-последовательно соединенные обмотки возбуждения, а также обмотка подмагничивания, соединенная последовательно с линейным дросселем, и выходная обмотка, отличается от известного тем, что анод второго тиристора подключен к другому входному выводу, катоды обоих тиристоров объединены, а их общая точка соединена с общей точкой обмоток возбуждения, каждый из свободных концов которых подключен к аноду соответствующего тиристора.На чертеже приведена блок-схема, поясняющая суть магнитного преобразователя электроэнергии с удвоением частоты.Магнитно-тиристорный удвоитель частоты состоит из двух полуволновых дросселей насыщения 1, 2, которые содержат ферромагнитные сердечники 3, 4 с расположенными на них обмотками возбуждения соответственно 5, 6, Конец обмотки возбуждения 5 полуволнового дросселя насыщения 1 соединен с концом обмотки возбуждения 6 полу- волнового дросселя насыщения 2, а начала обмоток возбуждения 5 и 6 подключены к питающему напряжению и последовательно- встречно соединенным между собой тиристорам 7, 8. Катоды тиристоров 7, 8 подсоединены к точке последовательного соедине- ния обмоток возбуждения полуволновых дросселей насыщения 5, 6. Начала обмоток обозначены точками. Уйравляющие переходы тиристоров 7, 8 подключены к устройству импульсно-фазового управления 9. На ферромагнитных сердечниках 3, 4 полуволновых дросселей насыщения 1, 2 расположены обмотка управления 1 О и обмотка 11, к которой подключена нагрузка 12., Последовательно с обмоткой управления 10 включена обмотка 13 линейного дросселя 14, препятствующего протеканию четных гармоник тока в цепи управления. Соединенные последовательно между собой обмотка 11 и обмотка 13 линейного дросселя 14 подключены к источнику постоянного тока 15. Полуволновые дроссели насыщения 1, 2 полностью симметричны в электромагнитном отношении.Устройство работает следующим образом, При подключении устройства к питающему напряжению переменного тока в режиме холостого хода (ток подмагничивания в обмотках управления 10, 13 равен нулю) в результате электромагнитной симметрии полуволновых дросселей насыщения 1, 2 питающее напряжение распределяется между обмотками возбуждения 5, 6 поровну и при указанном их соединении не трансформируется в обмотку управления 10 и обмотку 11. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 При увеличении тока подмагничивания, протекающего в обмотке управленияО, электромагнитная симметрия полуволновых дросселей насыщения 1, 2, из-за подмагничивания ферромагнитных сердечников 3, 4 нарушается и на концах обмотки управления 10 и обмотки 11 проявляется ЭДС удвоенной частоты. Линейный дроссель 14 препятствует протеканию тока удвоенной частоты в цепи управления. В нагрузке 12 начи.- нает протекать ток удвоенной частоты, величина которого при данном токе подмагничивания определяется ЭДС удвоенной частоты на концах обмотки 11 и сопротивле. нием нагрузки 12. С ростом тока подмагничивания ЭДС удвоенной частоты растет до вполне определенного значения. Дальнейшее увеличение тока подмагничивания не приводит к росту ЭДС удвоенной частоты.С целью расширения верхнего предела регулируемой мошности в нагрузке 12 при максимальном значении тока нагрузки, соответствующем току подмагничивания в обмотке управления 10 1,щд, осуществляют импульсно-фазовое управление тиристорами 7, 8 с помощью устройства импульсно- фазового уп ра влен и я 9.При полном включении тиристоров 7, 8 (фазовый угол включения тиристоров р равен нулю) работа устройства осуществляется только на второй рабочей-характеристике 1 И -- 1(уащ,р) с максимальным значением тока нагрузки 1 нмаис, соответствующему максимальному значению тока управления 1 щаУвеличение максимального значения тока нагрузки 1 н на второй рабочей характеристике 1 -- 1 (1р) объясняется тем, что в этом случае электромагнитная симметрия полуволновых дросселей насыщения 1, 2 нарушается еще больше за счет того, что в каждый полупериод питающее напряжение оказывается приложенным только к обмотке возбуждения 5 (6) одного полуволнового дросселя 1 (2), а именно к обмотке возбуждения того полуволнового дросселя насыщения, у которого ампер-витки обмотки возбуждения и ампер-витки обмотки управления направлены встречно. При любом промежуточном значении фазового угла включения тиристоров 7, 8 работа устройства в каждый полупериод питающего напряжения сначала протекает на первой рабочей характеристике 1 Н, = 1(1), а в момент отпирания тиристоров 7, 8 определяемыйзначением фазового угла их включения, осуществляется переход на рабочую характеристику 1 н= 1 р). Изменяя фазовый угол включения тиристоров 7, 8 осуществляют плавное управление величиной тока нагрузки в пределах от 1 н, щак до 1 н еаис,Уменьшают ток нагрузки в обратной последовательности.653699 Таким образом, работа предложенного устройства на первой рабочей характеристике 1 н= 1(1 и) осуществляется в результате нарушения электромагнитной симметрии полуволновых дросселей насыщения путем подмагничивания их ферромагнитных сердеч 5 ников 3, 4 ампер-витками, создаваемыми током подмагничивания, протекающим в обмотке управления 10; на второй рабочей характеристике 1 н = 1(1 у вице,ср) электромагнитная симметрия полуволновых дросселей 10 насыщения 1, 2 нарушается еще больше за счет того, что все питающее напряжение оказывается приложенным к обмотке возбуждения того полуволнового дросселя насыщения, у которого ампер-витки обмотки управ 15 ления и обмотки возбуждения направлены встречно.Таким образом, в предложенном устройстве верхний предел регулирования электрической мощности в нагрузке растет. Это получается в результате того, что величина 20 верхнего предела определяется лишь величиной трансформируемого напряжения удвоенной частоты и самой нагрузкой,формула изобретения Составитель Л. Устинкина Техред О. Луговая Корректор Тираж 856 Подписно Редактор Д. М Заказ 1303/40 ЦНИепуришвил иценк ИП и 35,ППа СССР ткрьпий наб., д. 4/ ул. Проектн Государственного комите дел ам изобретен ии и о Москва, Ж, РаушскаяПатент, г. Ужгород,3 илиаМагнитно-тиристорный удвоитель частоты, содержащий два тиристора, один из которых анодом подключен к одному из входных выводов для источника пигания, два полуволновых дросселя насыщения с феррдмагнитными сердечниками, на которых расположены две встречно-последовательно соединенные обмотки возбуждения, а также обмотка подмагничивания, соединенная последовательно с линейным дросселем, и выходная обмотка, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходной мощности, анод второго тиристора подключен к другому входному выводу, катоды обоих тиристоров объединены, а их общая точка соединена с общей точкой обмоток возбуждения, каждый из свободных концов которых подключен к аноду соответствующего тиристора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Сарв В. и др, Магнитные преобразователи электроэнергии с удвоением частоты. Изд. АН Эстонской ССР, Таллин, 1972.2. Фролов В. Т. и др. Ферромагнитнотиристорные умножители частоты в два и четыре раза. Сб. Современные задачи преобразовательной техники. Киев, Институт электродинамики АН Украинской ССР, 1975, с. 111-113, рис. 5.