Преобразователь частоты

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в качестве источника питания ,различных электротехнических уст ройств. током повышенной частоты.Известны устройства преобразователей частоты, например ферромагнитный учетверитель частоты, на четырех ферромагнитных сердечниках которого 10 расположены первичные, вторичные обмотки, а также обмотки подмагничи-, вания и самоподмагничивания, последние из которых замкнуты на конденсаторы 1 1). 5Однако это устройство содержит большое количество (четыре) ферромагнитных сердечников, большое число обмоток подмагничивания и самоподмагничивания, причем необходим источник 20 постоянного тока для питания обмоток подмагничивания, Кроме того, для питания устройства необходимо иметь два самостоятельных источника переменного тоКа, напряжение которых должно быть 25 сдвинуто на 90 эл. град.Известно также устройство для получения удвоения частоты с одним фер" ромагнитным сердечником, состоящее .из преобразующего трансформатора с неразветвленным магнитопроводом, несущего на себе три обмотки: первичную, вторичную и обмотку самоподмагничивания. Первичная обмотка питается от сети переменного однофазного тока через двухполупериодный выпрямитель, состоящий из четырехплечевого моста, двумя плечами которго являются выпрямительные диоды, а двумя другими " полуобмотки первичной обмотки преобразующего трансформатора, причем анод одного диода соединен с катодом другого диода, а свободные их выводы подключены соответственно к начальному и концевому выводам первичной обмотки преобразующего трансформатора, при этом напряжение сети подведено к точкам, одна из которых является общим соединением диодов, а другой точкой подключения сети яв"50 ляется средняя точка первичной обмотки преобразующего трансформатора. Кроме этого, устройство содержит вторичную обмотку, с которой снимается напряжение удвоенной частоты, 55 и обмотку. самоподмагничивания, нагруженную на конденсатор, и регулируемый однополупериодный выпрямитель с фильтром для получения постояннойсоставляющей магнитного потока, компенсирующего постоянную составляющуюмагнитного потока, создаваемую первичной обмоткой2,Недостатком этого устройства является возможность получения лишьудвоения частоты переменного тока,а также и то, что компенсирующий магнитный поток создается током, трансформированным в обмотке самоподмагничивания, а это снижает общую полезную выходную мощность на удвоеннойчастоте, трансформированной в выход-,ной обмотке трансформатора. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь частоты, содержащий преобразующий. трансформатор, на магнитопроводе которого расположены две первичные обмотки, выполненные каждая со средним выводом,. один из кото" рых подключен непосредственно к одному из входных выводов для подключения источника питания, а другой - .к этому ие входному выводу через конденсатор, вторичная обмотка самоподмагничивания, четыре вентиля, каждый из которых выводом соответствующе го силового электрода соединен с одним из свободных выводов одной из первичных обмоток, и шунтирующий конденсатор, Кроме того, этот преобразователь частоты включает регулируемый резистор и дроссель фильтра3 1.Однако известное устройство имеет недостаточную выходную мощность, так как компенсация постоянной составляющей происходит за счет выпрямления тока повышенной частоты, увеличенные массо-габаритные показатели за счет использования дросселя, а также сложность настройки и всего устройства в целом.Целью изобретения является упроще. ние, повышение КПД и снижение массо- габаритных показателей.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь частоты, содержащий преобразующий трансформатор, на магнитопроводе которого расположены две первичные обмотки, выполненные каждая со средним выводом, один из которых подключен непосредственно к одному из входных выводов для подключения источника питания, а другойк этому же входному выводу через кон- денсатор, вторичная обмотка, соеди3 1 ненная с выходными выводами и обмотка самоподмагничивания, четыре венти", .ля, каждый из которых выводом соответствующего силового электрода соединен с одним из свободных выводов одной из первичных обмоток, и шунтирующий конденсатор, дополнительно введен второй шунтирующий конденса- . тор, а обмотка самоподиагничивания выполнена со средним выводом, соеди", ненным с другим входным выводом для подключения источника питания, и параллельно каждой из ее образованных полуобмоток включен соответствующий шунтирующий конденсатор, конец. обмотки самоподмагничивания подключен к общей точке соединения анодов двух вентилей, катод каждого из которых соединен с началом соответствующей первичной обмотки, аначало обмотки самоподмагничивания подключено.к общей точке соединения катодов двух других вентилей, анод каждого из которых соединен с концом соответствующей первичной обмотки.На чертеже дана принципиальная схема предлагаемого устройства пре-. . образователя частоты.К сетевым зажимам 1 и 2 подведено напряжение исходной частоты Сетевой зажим 1 подключен к средней точке обмотки самоподмагничивания 3 и делит эту обмотку на две полуобмотки За и 36, каждая из которых зашунтирована одинаковыми конденсаторамй 4.1 и 4.2. Концевой вывод полуобмотки 3 а соединен с анодами двух диодов 5,1 и 5,2, катоды которых соединены соответственно с начальными выводами первичных обмоток ба и 66 преобразующего трансформатора 7. Средняя точка первой первичной обмотки ба под ключена непосредственно к второму сетевому зажиму 2, а средняя точка второй первичной обмотки 66 подключена к тому же сетевоиу зажиму 2, но через конденсатор в. Концевые выводы первичных обмоток ба и бб подключены к анодам двух других диоров 9.1 и 9.2 катоды которых объединены и подклю.чены к начальному выводу полуобмотки 36 самоподмагничивания, а с выходных полуобмоток 10 а и 106, соединенных последовательно и согласно, снимается выходное напряжение учетверенной частоты.Принцип работы преобразователя частоты основан на следующем. 014106 4Однофазное напряжение исходнойчастоты, снимаемое с сетевых зажимов1 и 2 с помощью фазосдвигающего конденсатора 8, преобразуется., в двух 3 Фазное напряжение, сдвинутое одноотносительно другого .на 90 эл.град.,и каждое порознь напряжение выпрямляется, образуя двухполупериодноевь)пряиление, после чего каждое напря 1 в жение подается на первичные обмоткиба и бб преобразующего трансформатора 7 со сдвигом на 90 эл. град.Для исключения постоянной составляющей магнитного потока, создаваемого 13 токами первичных обмоток ба и 66,введена компенсационная обмотка автоматического самоподмагничивания 3,при этом обмотка самоподиагничиваниянамотана так, что создаваемый ею пощ стоянный магнитный поток в сердечни"ке направлен встречно постоянной составляющей потокам, создаваемым первичными обмотками трансформатора баи 66, а за .счет Фильтра, роль котов рого выполняют конденсаторы 4,1 и 4.2,шунтирующиеполуобмотки саиоподмагничивания, вся обмотка самоподиагничи".вания .возбуждает только постоянныймагнитный поток, равный и противопо ложно,напрачленный резуяьрующемупостоянному составляющему магнитномупотоку, создаваемому токами в первич"ных обмотках преобразующего трансфор"матора. Следовательно, через обиотку 3автоматического самоподмагничиванияпроходит постоянный отфильтрованныйток, а через конденсаторышунтирую"щие полуобиотки автоматического само"подмагничивания, проходит переменная. составляющая, тока.Пульсирующий магнитный поток, создаваемый током первой первичной обмотки, можно представить. рядом Фу)ьеу = 4-у-( - со 5 ЪйАа 14535со 54 ий - - со 56 цй -)5 7)ограничившись по б-й гармонике вклю- .чительно.Пульсирующий магнитный поток, соз"даваемый (током) второй первичнойобмоткой 66, сдвинутый относительнопервой первичной обмотки на 90 О будетпредставлен рядом Фурье следующеговида33 4 Аа 1 1у =( - 4 со 52 ФС1 Г 2со 54 эС + со 56 ВС е)5 1014106бПостоянный магнитный поток, созда- Из полученного уравнения видно, ваемый компенсационной самоподмагни- что магнитный поток в сердечнике пречивающей обмоткой 3 в ряду фурье бу- образующего трансформатора 7 содержит дет.иметь только постоянную составляю- . магнитный поток синусоидальной формы щую, равную и противоположно направ- з учетверенной частоты. Следовательно ленную постоянной составляющей маг- выходное напряжение имеет синусоидаль" нитного потока, .создаваемого током ную форму учетверенной частоты, первичных обмоток преобразующего Предлагаемый преобразователь частрансформатора 6, Таким образомтаты, имеет ряд существенных положи 4 Ащ 0 тельных свойств, состоящих в повыше-,н. нии частоты преобразования, в увелиСуммарный магнитный, поток в сердеч- чении выходной мощности преобразован- нике магнитопровода преобразующего ной частоты, в упрощении устройства трансформатора будет равен сумме и в обеспечении автоматического 8 Ащ , с 4 щ, ф:.самокомпенсирующего самоподмагни чивания.г ИИПИ Заказ 3036/65 Тираж 68исниал ППП "Патентч, г. Ужгород, ул. Ороектна