Ферромагнитный преобразователь частоты

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 040981 (21) 3331918/24-07Ус присоединением заявки М -Государственный комнтет С,ССР ро делам нзобретенлй н открытнВДата опубликования описания 280283(54) ФЕРРОМАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬЧАСТОТЫ 2 Изобретение относится к ферромагнитным преобразователям частоты,.принцип действия которых основан на явлении автопараметрического резонанса,предназначенным для питания устройствавтоматизации, сигнализации и регулирования скорости асинхронных двигателей.Известны ферромагнитные преобразователи частоты, которые состоятиз нескольких магнитных сердечникови обмоток,охватывающих один илидва сердечника 1 3.,Однако в известном преобразователепри обрыве или коротком замыкании одной из обмоток на выходе возникаетнапряжение входной частоты.Известен ферромагнитный преобразователь частоты, содержащий единыймагнитопровод в виде многолучевойзвезды и обмотки, расположенные впарах диаметрально противоположныхокон. Последовательно с первичнойобмоткой включен вентиль, параллельно вторичной - конденсатор 1,23Недостатком этого преобразователяявляется большой расход обмоточногопровода. Кроме того, поперечное сечение обмоток внутри окон магнитопровода представляет собой круг или овал, что приводит к увеличению индуктивности рассеяния обмоток и связанному с йим увеличению потребля- емой реактивной мощности.Цель изобретения - повьааение КПД преобразователя путем снижения индуктивности сопротивления рассеяния обмоток и уменьшение. расхода обмоточного провода.Указанная цель достигается тем, что в ферромагнитном преобразователе частоты. части обмоток, расположенные внутри окон магнитопровода, имеют сечение, две боковые стороны кото- рого равны между собой и параллельны прилегающим граням стержней.Сечение может иметь вид равнобедренного треугольника.Кроме того, сечение может иметь, вид равнобедренной трапеции. На фиг. 1 схематически изображен преобразователь; на фиг. 2 - ферромагнитный элемент в аксонометрии на фиг. 3 - то же, проекция на гори. эонтальнуюплоскость, на фиг; 4 - окно магнитопровода с обмоткой, имеющей круглое сечением на фиг. 5- то же, с обмоткой, имеющей треугольное сечение5 10 15 20 25 30 35 40 50 бО Ферромагнитный преобразователь частоты имеет магнитную систему 1 (фиг. 1), первичную обмотку 2, после-, довательно с которой включен вентиль 3, и вторичную обмотку 4, параллельно которой включен конденсатор 5. Первичная 2 и вторичная 4 обмотки расположены на каркасе 6 (фиг. 2),Устройство работает следующим образом.Первичная обмотка 2 включается на входное переменное напряжение через вентиль 3, вследствие чего имеет место поляризация магнитопровода, возможность получения четных гармоник электродвижущей силы. В резонансном контуре, состоящем из вторичной обмотки 4 и конденсатора 5, настроенном на частоту в два раза меньше входной, вследствие геометрической несимметрии магнитопровода или обмоток возникает начальная незначительная электродвижущая сила выходной частоты, которая затем лавинообразно нарастает до своегономинального значения. Колебания выходной частоты поддерживаются благодаря периодическому изменению индуктивности ферромагнитного элемента (так называемое явление автопараметрического резонанса) .Части обеих обмоток, лежащие внутри окон магнитопровода, имеют сечение в виде равнобедренного треугольника (фиг. 3, 5), Площадь такого равнобедренного треугольника приблизителъно равна площади круга (или овала), форму которого имеют сечения обмоток внутри окон магнитопровода устройства-прототипа (фиг, 4). Это объясняется тем, что диаметр сечения обмоток без каркаса равен 0,75-0,8 длины стороны квадратного окна магнитопровода для того, чтобы при укладке магнитопровода не нарушить внешнюю изоляцию обмотокТаким образом, коэффициенты заполнения окна магнитопровода обмоточной медью у обмоток с круглым и треугольным сечениями одинаковы. При числе окон магнитопровода больше четырех коэффициент заполнения окна магнитопровода обмоточной медью у обмоток с треугольным сечением значительно больше, чем у обмоток с круглым или овальным сечением.Из фиг. 4 и 5, где Пср - средний диаметр обмотки с круглым сечением, Пср - средний диаметр обмотки с треугольным сечением, следует, что Пср0 ср, т.е. расход обмоточной меди у обмоток с круглым сечениембольше.Индуктивность рассеяния обмоток определяют по формуле гдерсредняя длина витка -йобмотки;С , - толщина 1-й обмотки в ок-,3 С;не магнитопровода.Расчеты показывают, что индуктивность рассеяния обмотки с треугольнымсечением внутри окна магнитопроводанамного меньше, чем индуктивностьрассеяния обмотки с круглым или овальным сечением,Для повышения технологичности изготовления обмоток преобразователячастоты целесообразно ребра изоляционного каркаса притупить. В этом случае сечение обмоток внутри окон магнитопровода приобретает форму равнобедренной, трапеции,Преимущества предлагаемого преобразователя частоты по сравнению с известным заключаются в уменьшениирасхода обмоточной меди на 16, повышении коэффициента полезнс.о действия с 0,7 до 0,74 благодаря уменьшению потерь меди, а также увеличении выходного напряжения благодаряуменьшению индуктивности рассеянияобмоток.Суммарный экономический эффект отиспользования изобретения в народномхозяйстве составит 8000 руб.Формула изобретения1. Ферромагнитный преобразовательчастоты, содержащий магнитопровод,образованный двумя пересекающимисявзаимноперпендикулярными стержнямии замыкающим их ярмом, обмотки уложенные в пары диаметрально противоположных окон, причем последовательно с первичной обмоткой включен вентиль, а параллельно вторичной - конденсажр, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения КПД путем снижения индуктивного сопротивления рассеяния обмоток и уменьшениярасхода обмоточного провода, частиобмоток, расположенные внутри оконмагнитопровода, имеют сечение, двебоковые стороны которого равны междусобой и параллельны прилегающим граНям стержней,2. Преобразователь по и, 1,з т л и ч а ю щ и и с я тем чтосечение имеет вид равнобедренноготреугольника3, Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что сечениеимеет вид равнобедренной трапеции.Источники информации,принятые во вниманйе при экспертизе1. Бамдас А.М. и др. Ферромагнитные делители частоты. М "Энергия",1967,2. Патент СШЛ Р 2445857,кл. 321-68, 1948.