Трехфазный умножитель частоты в к-раз

Союз Советск ииСоциалистическихРеспубликц 750677Дата опубликования описания 25,07.80.(54) ТРЕХФАЗНЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В К РАЗ Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразователям частоты и может быть использовано для питания напряжением повышенной частоты различных потребителей, например ручного элек5 тро инструмента.Известны умножители частоты, построенные на насыщающихся трансформаторах, в которых высшие гармоники, содержащиеся в несинусоидальных магнитных потоках сердечников, выделяются с помощью соотв Етствующего включения вторичных обмотокЩ Известен также трехфазный умножитель частоты в К раз с многофазным выходом на М иасьтщающихся трансформаторах, в каждую фазу выходной звезды которого посттедовательно включены вторичные обмотки не менее чем К + 1 укаэанных трансформаторов, обеспечивающий улучшение формы выходного напряжения 2.Работа умножителя частоты основана на создании в сердечниках трансформаторов симметричной М -фазной системы маг 2нитных потоков, Необходимая фаза маг:нитного потока каждого трансфорьтатосаобеспечивается вклточением двух первичных обмоток в разные фазы питающей ипи,Общая намагничиватощая сила (н. с.),действующая в сердечнике, представляетсобой геометрическую сумму н, с. двухпервичньл обмоток, и их соотношение задает Фазу магнитного потока. При равныхтоках намагничиватпи в фазах, что имеетместо ири симметричной нагрузке, состношение н. с. двух первичных обмоток определяетст только выбранным соотноше-нием чисел витков. Несимметрия нагрузкивызывает нарушение симметрии токов намагничивания и, следовательно, соотношений между н. с. первичных обмоток, В результате первоначальные фазовые сдвигимежду потоками различных сердечниковизменяются, что вызывает искажения формы выходного напряжения. Указанная особенность является недостатком известно;го устройства,3 7506 7Прототипом данного устройства явля ется трехфазный умножитепь частоты в К раз, содержащий М насьвцающихся трансформаторов, вторичные обмотки которьм образуют выходную звезду, причем в каж 5 аую фазу звезды включены последовательно вторичные обмотки не менее чем К+ 1 укаэанных трансформаторов 2.Иелью изобретения является улучшение формы выходного напряжения при несим метричной нагрузке и упрощение устройства.ФУказанная цепь аостигается тем, что в трехфазный умножитель частоты в К раз, содержащий К насыщающихся трансформато ров, вторичные обмотки которых образуют выходную звезду, причем в каждую фазу звезды включены последовательно вторичные обмотки не менее чем К+ 1 указанных трансформаторов, введены три линейных трансформатора, каждый из которых снабжен одной первичной и не более чем М/2 вторичными обмотками, причем первичные обмотки линейных трансформаторов соединены в треугольник и подключены к входным вывоаам, а их вторичные обмотки связаны с включенными в многофаэную звезду первичными обмотками насьщающихся трансформаторов так, что в цепь первичной обмотки каждого насьпцающегося трансформатора включено поспедоватепьно по одной вторичной обмотке не более чем двух линейных трансформаторов, Кроме того, первичная обмотка каждого насыщающегося трансформатора связана с соот-З 5ветствующими вторичными обмотками линейных трансформаторов через последова, тельный ЬС-контур. На чертеже показана схема умножите;40 ля частоты в три раза с трехфазным выходом на девяти насьпцающихся трансформаторах 1-9, снабженных первичными обмопсами 10 с равными числами витков и вторичными обмотками 11, В общем45 случае трансформаторов может быть Й, и они могут иметь две вторичные обмотки с разным числом витков. Вторичные обмотки трансформаторов 1-3, 4-6 и 7-9, соединенные последовательно, включены в звезду с выходными клеммами50 а, Ь,с.Пеовичные обмотки 10 насыщающихся трансформаторов 1-9 связаны с одной или с двумя посяеаовательно соеаиненны, ми вторичными обмотками 12 линейщдх55 трансформаторов 13, 14 и 15, первичные обмотки 16 которых соеапиены в треугольник и поаключены к соответству 7 ающим выводам А, В, С источников питания, При необходимости между вторичны ми обмотками 12 линейных трансформаторов и первичными обмотками 10 насыщающихся трансформаторов включаются ограничительные сопротивпения 17, показанные пунктиром.Умножитель работает следующим образом.С помощью линейных трансФорматоров 13-15 трехфазная система напряженийпитающей сети преобразуется в симмет. ричную М -фаэную систему напряжений, имеющую взаимные фаэовые сдвиги, равные 2 МН. Использование только авух, а не трех или бопее вторичных обмоток линейных трансформаторов обеспечивает упрощение умножителя, При условии, что внутренние сопротивления трансформаторов 13-15 и питающей сети пренебрежимо малы, величины этих фазовых сдвигов постоянные и не зависят от токов нагрузки. Благодаря этому в первичных обмотках 10 насъвцающихся трансформаторов 1-9 будет протекать симметричная Ч -фаэная система токов с фиксированными сдвигами по фазе, также равными 29/й. При этом на их последовательно соединенных вторичных обмотках 11 будет наводиться система импульсов, временные интервалы между которыми будут строго соответствовать названному углу при любой, в том числе и несимметричной нагрузке. Указанное обстоятельство приводит к тому, что огибающая выходного напряжения каждой фазы умножителя будет иметь заранее заданную форму, не зависящую от степени не- симметрии нагрузки,Поскольку трансформаторы 1-9 работают с сильным насыщением, в цепях их первичных обмоток 10 следует преаусмат ривать активные или реактивные ограничительные сопротивления 17. В ряде случаев роль таких сопротивлений могут выполнять собственные инауктивности рассеяния трансформаторов. Наилучшие результаты получаются при использовании в качестве ограничительных элементов последовательных ЬС-контуров, настроенных в резонанс на частоту питающей сети, Реэонаноные контуры обеспечивают ограничение то- ков и в то же время не соэаают падений напряжения по первой гармонике. формул а изобретения 1. Трехфазный умножитель частоты в К раз, соаержащий Х насыщающихся трано75065форматоров, вторичные обмотки которых образуют выходную эвезцу, причем в каждую фазу звезды включены последовательно вторичные обмотки не менее чем К + 1 указанных трансформаторов, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью улучшения формы выходного напряжения при несиммет ричной нагрузке и упрощения введены три линейных трансформатора, каждый иэ которых снабжен одной первичной и ие более 1 О чем 32 вторичными обмотками, причем первичные обмотки линейных трансформаторов соединены в треугольник и подключены к входным выводам, а их вторичные обмотки связаны с включенными в много-фаэную звезду первичными обмотками насыщаюшихся трансформаторов так, что в цепь первичной обмотки каждого насьпца 77 6ющегося трансформатора включено последовательно по одной вторичной обмотке не более чем двух линейных трансформаторов,2. Умножитель по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что первичны обмотка каждого иасыцакщегося трансформатора связана с соответствующими вторичными обмотками линейных трансформаторов через последовательный ЬС -контур. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Бамдас Л,М. и др. Ферромагнитныеиумножители частоты, М Энергия, 1968,с. 66, рис, 3-5,2. Авторское свидетельство СССРМ 502458 кл, Н 02 М 5/16, 1976,