Ферромагнитный умножитель частоты

ц 65504 Союз Советск оциалистически Республикделам изобретений н открытий 5) Дата опублико Авторызобретени ВМ 3 йи В.А.Ку(71) Заявитель ский сельскохозяйственный институ 54) фЕРРОМАГНИТНЪЙ УМ ТЕЛЬ ЧАСТОТ Изобретение относится к электротехнике, к ферромагнитным преобразователям частоты и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для питания элсктропрпводов повышенн частоты тока.Известен умножитель частоты, напримср, учетвертитсль, основанный на использовании насыщенных входным напряжением магнитопроводов трансформаторов 1. 10Устройство состоит из двенадцати насышенных трансформаторов с расположенными на нем обмотками: входной, выходной, самоподмагничивания и подмагничивания постоянным током. Входные обмотки слу жат для создания в магнитопроводе искаженного магнитного потока, В выходных обмотках наводится ЭДС 200 Гц, а в обмотке самоподмагничивания 100 Гц. Обмотка подмагничивания создает условия для 20 появления в потоке четных гармоник. Обмотка самоподмагничивания включена на конденсаторы для протекания емкостных токов частотой 100 Гц. В выходные обмотки включены конденсаторы для компенса ции реактивного тока нагрузки.Форма выходного напряжения этих умножителей имеет большой процент несинусопдальности (до 30%), что приводит к снижению КПД. Кроме того, конденсаторы в вы ходноп оомотке создают условия для самоподмагничивания некоторых высших гармонических, имеющих место в составе выходного напряжения, что приводит к повышенному нагреву электродвигателей и к их застреванию.Известен также ферромагнитный умножитель частоты, содержащий два многообмоточных трансформатора с насыщенными сердечниками, на которых расположены трехфазныс входные и выходные обмотки, а также обмотки подмагничиванпя постоянным током и парные обмотки самоподмагничивания, включенные между собой через конденсатор встречно-параллельно 21.Известный умножитель частоты отличается от предыдущего тем, что соответствующие пары фазных обмоток самоподмагничивания включены между собой черезконденсатор встречно-параллельно. Это обеспечивает самоподмагнпчивание токами четвертой и двенадцатой гармоник, лучшую форму выходного напряжения, что положительно влияет на КПД. Искажение синусоидальности выходного напряжения составляет не более 20%. Двигатели при пуске не застревают, так как отсутствуют конденсаторы в выходной обмотке. Так как двенадцатая гармоника участвует в процессе самоподмагнпчивания, то она имеет значи5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Эд 60 тельную амплитуду в форме выходного напряжения,Особенности рабочего процесса умножителя частоты приводят к протеканию черезнагрузку тока двенадцатой гармоники, который вызывает увеличение потерь мощности на нагрев корпуса электродвигателей.Целью изобретения является повышениекоэффициента полезного действия умножителя частоты.Для этого ферромагнитный умножительчастоты, содержащий два многообмоточныхтрансформатора с насыщенными сердечниками, на которых расположены трехфазныевходные и выходные обмотки, а также обмотки подмагничивания постоянным токоми парные обмотки самоподмагничивания,включенные между собой через конденсаторвстречно-последовательно, снабжен дросселем, на сердечнике которого расположенытри обмотки, каждая из которых включенапоследовательно с выходной обмоткой соответствующей фазы.На чертеже приведены следующие условные обозначения:Ф, - входные обмотки;Ка - обмотка подмагничиванияпостоянным током;К, - обмотка самоподмагничивания током четвертой идвенадцатой гармоник;К 2 - выходные обмотки;В - выходной дроссель;Сь Сь Сз - конденсаторы обмотки самоподмагничивания,Умножитель частоты, например, учетверитель, состоит из двух элементов, каждый изкоторых представляет собой трехфазныймногообмоточный трансформатор с насыщенными сердечниками,Эти элементы отличаются друг от другачислом витков входных обмоток К благодаря которым добиваются сдвига фаз выходных потоков на 90.Сердечники трансформаторов насыщенывходным напряжением, подмагничены постоянным током и самоподмагничены токомчетвертой и двенадцатой гармоник, Самоподмагничивание током четвертой гармоники с помощью конденсаторов необходимодля компенсации большого внутреннего индуктивного сопротивления умножителя частоты.Самоподмагничивание током двенадцатойгармоники необходимо для регулированиямощности выходной частоты и созданияусловий, препятствующих возникновениюавтоколебаний, Мощность регулируется засчет постоянного тока, благодаря чему добиваются требуемой жесткости выходногонапряжения, а также формирования пускаэлектродвигателей.Самоподмагничиванис ЭДС двенадцатой и четвертой гармоник наводятся в выходной обмотке йсоединенной, например, в треугольник ЭДС двенадцатой гармоники создается за счет формирования из ЭДС поляризованной первой гармоники, Ввиду этого, эта ЭДС в каждой из трех фаз создается поочередно, а неодновременно. Поэтому самоподмагничивание ЭДС двенадцатой гармоники вызывает протекание тока через нагрузку. Амплитуда ее сравнительно велика, что вызывает повышенный нагрев электродвигателей и увеличение потребляемого ими тока, Для устранения влияния двенадцатой гармоники в каждую фазу выходной обмотки У, включают по одной добавочной обмотке.Все три добавочные обмотки располагают на одном сердечнике магнитопровода, образуя дроссель ВД. Так как двенадцатая гармоника имеет нулевую последовательность, то поток ее создает индуктивное сопротивление току двенадцатой гармоники. Благодаря этому величины токов двенадцатой гармоники в выходной обмотке и нагрузке становятся незначительными и поэтому уменьшают дополнительные потери мощности на нагрев электродвигателей. ЭДС четвертой гармоники не будет иметь падения напряжения в выходном дросселе ВД, так как сумма трех фаз потоков четвертой гармоники, отличающихся на 120, равна нулю. В результате этого двенадцатая гармоника участвует только в рабочем процессе регулирования мощности, а в выходном напряжении отсутствует.Масса выходного дросселя благодаря подавлению тока высокой частоты (600 Гц) получается незначительной и составляет 20/о от массы активных материалов умножителя частоты,Формула изобретенияФерромагнитный умножитель частоты, содержащий два многообмоточных трансформатора с насыщенными сердечниками, на которых расположены трехфазные входные и выходные обмотки, а также обмотки подмагничивания постоянным током и парные обмотки самоподмагничивания, включенные между собой через конденсатор встречно- параллельно, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, он снабжен дросселем, на сердечнике которого расположены три обмотки, каждая из которых включена последовательно с выходной обмоткой соответствующей фазы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. А. М. Бамдас и др., Ферромагнитные умножители частоты, изд. М., Энергия, 1968.2. Авторское свидетельство СССР Мо 497695, кл. Н 02 М 5/16, опубл, 1975,. Челюк Строганова дакт рректор Е. Хм Типография, пр. Сапунова каз 185/111 П-1 Изд. Л"а 2 б Тираж 8 б 5 Подписноерствениого комитета по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раугиская иаб., д, 4/5