Умножитель частоты

11.81. Бюллетень44ия описания 30.11.81 по делам изебретеиий публиковано 3 ата опубликова и открытии. И. Якубов и Б. М. Рапутов 72) Авторы изобретения Горский сельскохозяйственный институт 71) Заявите 4) УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЬ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника напряжения повышенной частоты.Известны ферромагнитные умножители частоты, содержащие насыщенные ферромагнитные элементы и конденсаторы компенсации реактивной мощности 1. 5Однако эти преобразователи частоты обладают большими массой и габаритами, низким КПД и неустойчивым режимом работы. 10Наиболее близким к предлагаемому является умножитель частоты, содержащий последовательно соединенные каскады, выполненные, каждый, в виде двух трехфазных нелинейных элементов и двух трансформаторов, причем входы нелинейных элементов 1 соединены с входными выводами для подключения источника питающего напряжения каждый из их выходов соединен с первичной обмоткой одного из трансформаторов, вторичные обмотки которого образуют выходные выводы. Использование в этом устрой стве в качестве нелинейных элементов варикондов улучшает технико-экономические показатели 12. 2Однако ввиду ограниченной величины емкости и мощности варикондов, высоких значений диэлектрических потерь, временной и температурной нестабильности параметров известный умножитель частоты обладает большой нестабильностью и малым КПД.Применяемые в относительно мощных умножителях частоты батареи из варикондов повышают массу и габариты преобразователя.Цель изобретения - повышение КПД, улучшение массо-габаритных показателей и повышение устойчивости.Поставленная цель достигается тем, что в умножителе частоты, содержащем последовательно соединенные каскады, выполненные, каждый, в виде двух трехфазных нелинейных элементов и двух трансформаторов причем входы нелинейных элементов соединены с входными выводами для подключения источника питающего напряжения, каждый из выходов соединен с первичной обмоткой одного из трансформаторов, вторичные обмотки которого образуют выходные выводы, каждый каскад снабжен дополнительным нелинейным элементом и трансформатором, а все трансформаторы выполнены с двумяпервичными обмотками, причем каждый из нелинейных элементов состоит из двух диодных мостов, к выходу каждого из которых подключена соответствующая первичная обмотка одного трансформатора, входы первых диодных мостов всех нелинейных элементов соединены с входными выводами для подключения системы линейных напряжений источника питания, входы вторых диодных мостов соединены с входными выводами для подключения системы фазных напряжений источника питания, сдвинутой на 90 эл. град. относительно системы линейных напряжений, одни вторичные обмотки всех трансформаторов соединены в звезду, образуя трехфазный выход, а другие - в открытый треугольник, образуя однофазный выход.На чертеже схематически изображен предлагаемый умножитель.Умножитель частоты содержит в каждом каскаде 1 три пары нелинейных элементов 2 - 4 и три трансформатора 5 - 7, причем в качестве нелинейных элементов использованы диодные мосты 8 и 9, 10 и 11, 12 и 13. Каждая из двух первичных обмоток 14 и 15, 16 и 17, 18 и 19 трансформаторов подключена к выходу одного из диодных мостов. Первые мосты 8, 10 и 2 питаются трехфазной системой линейных напряжений, подводимых к входным выводам 20 - 22 от источника питающего напряжения, которым является предыдущий каскад или сеть (для первого каскада). Линейные напряжения подводятся к выводам 2 - 22, 22 - 20 и 20 - 2. Вторые мосты 9, 11 и 13 питаются сдвинутой на 90 эл, град. относительно системы линейных напряжений, системой фазных напряжений, подводимых к выводам 20 - 22. Вторичные обмотки трансформаторов 23 - 25 соединены в звезду, образуя трехфазный вывод 26 - 28 для подключения следующего каскада или трехфазной нагрузки, а обмотки 29 - 3 соединены в разомкнутый треугольник, образуя однофазный выход.Для компенсации постоянной составляющей магнитного потока в сердечниках трансформаторов, обусловленной неравенством линейного и фазного напряжений, числа витков соответствующих первичных обмоток каждого трансформатора как 1: 3.Устройство работает следующим образом Каскады 1 Еп с трехфазным выходом умножают частоту в 2" раз. На промежуточных однофазных выходах получают частоту умножения в 3 Х 2" раз. В каждой паре нелинейных элементов, например 2, напряжение одного моста 8 по отношению к напряжению второго 9 сдвинуто на 90 эл, град. В магнитопроводе происходит вычитание намагничивающих сил, обусловленных выпрямленными напряжениями (токами) . Результирующая намагничивающая сила представляет собой кривую удвоенной частоты треугольной формы, Основными гармониками такой кривой по отношению к часто Формула изобретения Умножитель частоты, содержащий последовательно .соединенные каскады, вы полненные, каждый, в виде двух трехфазныхнелинейных элементов и двух трансформаторов, причем входы нелинейных элементов соединены с входными выводами для подключения источника питающего напряжения, каждый из их выводов соединен с первичной 45 обмоткой одного из трансформаторов, вторичные обмотки которого образуют выходные выводы, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, улучшения массо-габаритных показателей и повышения устойчивости, каждый каскад снабжен дополнительными 50нелинеиным элементом и трансформатором,на все трансформаторы выполнены с двумя первичными обмотками, причем каждый из нелинейных элементов состоит из двух 5 1 О 5 20 25 30 те на входе каскада явлчются гармоники, кратные 2 и 3 Х 2. А все три пары выпрямительных мостов создают трехфазную систему напряжений гармоник, кратных 2. При соединении вторичных обмоток трансформаторов в звезду получаем трехфазную систему напряжений с частотой в два раза большей входной, при этом гармоники кратные 3 Х 2 имеют нулевую последовательность фаз и токов не создают, а при соединении вторичных обмоток в разомкнутый треугольник трехфазные напряжения удвоенной частоты взаимно компенсируются и токов не создают, напряжения же нулевой последовательности фаз, частотой кратной 3 Х 2, суммируются и создают ток с утроенным амплитудным значением.Трехфазная система напряжений удвоенной частоты подается на следующий каскад. Таким образом, умножитель частоты в 2 раз имеет унифицированные трехфазные вход и выход, что и позволяет производить каскадное умножение частоты.Использование вместо варикондов диодов позволяет повысить КПД умножителя до 0,8 - 0,9, создать мощные умножители, обладающие меньшими массами и габаритами. Отсутствие феррорезонансных цепей и нестабильных по параметрам варикондов позволяет создать умножитель более устойчивым в работе, а по сравнению с Т-образной схемой включения обмоток трансформаторов - с лучшей симметрией фаз, особенно при изменяющейся величине нагрузки. Общая масса всех каскадов умножителя не превышает массы трансформатора соизмеримой мощности, питающегося напряжением с частотой сети. диодных мостов, к выходу каждого из которых подключена соответствующая первичная обмотка одного трансформатора, входы первых диодных мостов всех нелинейных элементов соединены с входными выводами для подключения системы динейных напря886165 жений источника питания, входы вторых диодных мостов соединены с выводами для подключения системы фазных напряжений источника питания, сдвинутой на 90 эл. град. относительно системы линейных напряжений, одни вторичные обмотки всех трансформаторов соединены в звезду, образуя трехфазный выход, а другие - в открытый треугольник, образуя однофазный выход.Л. Усти СоставительТехред А. Бо Тираж 733 Государственно елам изобретени сква, Ж - 35, Р Патент, г. Уж ектор Н. Швыдка ясноеСР о ком ити от ушская ород, у 4/5ная,11 1 едактор Е. Дичинскаяаказ 10554/73ВНИИПпо113035, Мфилиал ППП Источники информации,принятые во внимание прн .:г, р 1 синаКорр Поди ета СС рытий наб., дПроек