Статический удвоитель частоты

Союз СоветсникСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ц 892620(22) Заявлено 11, Оч. 80 (21) 2908658/2 Й с присоединением заявки РЙ(53)Н. Кл. Н 02 М 5/16 Ввударсзееяный квиитвт СССР ва двяви яеебретвкк 11 в вткрытя 11(72) Автор изобретения С.Л. Воронков ТАТИЧЕСКИЙ УДВОИТЕЛЬ ТЫ причем эти потери практичвисят от нагрузки и опредчетной мощностью удвоителя,Наиболее близким к предлагаемомуявляется статический удвоитель частоты, содержащий два вентильных выпрямительных моста, вход каждого изкоторых соединен с соответствующимивыводами для подключения двух источников переменного тока, напряжениякоторых сдвинуты по фазе на 90 эл.градусов относительно друг друга,их отрицательные выводы объединены,а положительные - образуют выводыдля подключения нагрузки 21. ески не заеляются расоиства яввленный по которым влчющая вы Недостатком ляется низкий терями энергии проходит посто прямленного то реакторах (или ченных межд мительного этого уст ПД, обусл в цепях и нная сост у пл мост Изобретение относится к преобразованию переменного тока одной частоты в переменный ток другой частоты с применением полупроводниковых приборов и может быть использовано в устройствах автоматики и телемехани 5 ки, в частности для питания электродвигателей.Известен удвоитель частоты, содержащий подключаемые к источникам пере 16 менного тока, напряжения которых сдвинуты по фазе на 90 эл.градусов относительно друг друга, два выпрямительных моста, минусы которых соединены непосредственно, а плюсы через цепочку иэ двух последовательно соединенных резисторов, общая точка которых соединена с общей точкой минусов мостов через стабилитрон, причем нагрузка подключается к плюсам выпрямителей 11 1Недостатком этого удвоителя является низкий КПД, обусловленный потерями в резисторах и стабилитроне,а, потерями энергии врезисторах), подклююсом и минусом выпря з 89Цель изобретения - повышение КПДудвоителя,Поставленная цепь достигается тем,что в статический удвоитель частоты,содержащий два вентильных выпрямительных моста, вход каждого из которых соединен с соответствующими выводами для подключения двух источников переменного тока, напряжения которых сдвинуты по фазе на 90 эл.градусов относительно друг друга, ихотрицательные выводы объединены, аположительные - образуют выводы дляподключения нагрузки, введены дватрансформатора, выполненных каждыйс одной первичной и несколькими вторичными обмотками, а параллельно каждому из вентилей выпрямительных мостов подключена цепочка, состоящаяиз последовательно соединенных диода и транзистора, база - эмиттернымпереходом годключенным к одной извторичных обмоток одного из трансформаторов, первичная обмотка котороговключена в диагональ переменного тока соответствующего вентильного выпрямительного моста,На Фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема удвоитепячастоты; на фиг, 2 - графики изменения напряжений на отдельных элементах схемы.Устройство содержит два выпрямительных моста, выполненные на вентилях 1-8. Мосты запитываются от источников 9 и 10, напряжения которыхсдвинуты по фазе на 90 эл, градусов.Отрицательные выводы (минусы) мостовсоединены непосредственно, а положительные выводы (плюсы) подключаютсяк нагрузке 11. Восемь цепочек, образованные диодами 12-19 и транзисторами 20-27, подключаются параллельнокаждому из вентилей 1-8, Управлениетранзисторами 20-23 осуществляетсяс помощью вторичных обмоток 28-31трансформатора 32, первичная обмоткакоторого запитывается от источника 9.Управление транзисторами 24-27 осуществляется от вторицных обмоток 3336 трансформатора 37, первичная обмотка которого запитывается от источника 10.Статический удвоитель частоты работает следующим образом (Фиг. 2),Синусоидами О и О 1 изображаютсянапряжения источников 9 и 1 О питания)а синусоидами Ов - Ои Оз - ОЗьнапряжения на вторичных обмотках26204 50 55 5 10 15 2 О 25 зо 35 40 45 трансФорматоров 32 и 37, соответственно, Допустим в первом приближении, что каждый из транзисторов 20-27 работает в режиме ключа, причем состояние транзисторов определяется полярностью напряжения О- О и О 9 -4 Оь. Например, в интервале времени от 0 до У, когда напряжения О, Оимеет отрицательную полярностьЬоотносительно эмиттера, открыты транзисторы 21. и 22. При открытом состоянии транзисторов 21 и 22 источник 9 подключается к источнику 10 и нагрузке 11 через элементы схемы 2, 13, 21 и 3, 14, 22. При этом элементы схемы допускают изменение направления движения тока, Так, например, ток проходит в одном направлении через вентили 2, 3 и в обратном через диод 13, транзистор 21 и диод 14, транзистор 22.Напряжение на нагрузке О.1,1 в любой момент времени является суммой мгновенных напряжений источников 9 и 1 О с учетом фазировки (полярности) включения источников, которая определяется состоянием транзисторов 20-27. Например,в интервале времени от 0 до Л /2 источники 9 и 10 соединяются между собой последовательно встречно через элементы 3, 14, 22 и 7, 18, 26 и подключаются к нагрузке 11 через элементы 2, 13, 21 и 6, 17, 25. В интервале времени от Х/2 до Т источники 9 и 1 О соединяются между собой последовательно согласнр. Последнее достигается тем, что в этот момент времени транзисторы 26 и 25 закрыты, а транзисторы 24 и 27 открыты.Результирующая кривая выходной напряжения О, построенная с учетом описанного выше порядка коммутации транзисторов, приведена на фиг. 2.Использование предлагаемого удвоителя в сравнении с известными устройствами дает расчетное увеличение КПД,удвоителя на 2 Ю. Эта величина составляет долю потерь постоянной составляющей в кривой выходного токамостовой схемы выпрямления, фактическое увеличение КПД удвоителя несколько ниже, так как имеют место потерив диодах 12-19, транзисторах 20-27 и цепях управления транзисторами,Формула изобретенияСтатический удвоитель частоты, содержащий два вентильных выпрямитель5 892620 6ных моста, вход каждого иэ которых стоящая из последовательно соединен- соединен с соответствующими выводами ных диода и транзистора, база-эмитдля подключения двух источников пере- терным переходом подключенным к одной менного тока, напряжения которых из вторичных обмоток одного иэ транс- сдвинуты по фазе на 90 эл. градусовформаторов,первичная обмотка которого относительно друг друга, их отрица- включена в диагональ переменного тока тельные выводы объединены, а положи- соответствующего вентильного выпрямительные - образуют выводы для подклю- тельного моста.чения нагрузки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД, 10 Источники информации, введены два трансформатора, выполнен- принятые во внимание при экспертизе ные каждый с одной первичной и не. Авторское свидетельство СССР сколькими вторичными обмотками, а па- У 500569, кл. Н 02 М 5/16, 1974.раллельно каждому из вентилей выпрями. Авторское свидетельство СССР тельных мостов подключена цепочка, со 1 Г 145929, кл, Н 02 М 5/16 1961, Яр)2 И892620 ИуСоставите Редакто ицка Л К е кар иеви ю т т ш т е щ е Заказ 11276/ Тир ВНИИПИд. 4 л. Проектная Фиг. 2 Л. Устинк ж 733 По Государственного комитета лам изобретений и открытий сква, Ж, Раущбсая наб еее е е Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ектор Г. Назарова