Ферромагнитный умножитель частоты

и 978295 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУпо делам изобретений и открытий(71) Заявитель Каунасский политехнический институт им, .Ййтанасв.-Сыамкух;аф(54) ФЕРРОМАГНИТНЪЙ УМНОХИТЕЛЬ ЧАСТОТЪ 3 1Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля бесбалластного питания газоразрядных ламп высокого и низкого давления,Известны ферромагнитный умножитель частоты в четное число раз,содержащий насыщенные сердечникис выходными и входными обмоткамии дополнительными обмотками подмагничивания, соединенными согласнопоследовательно и разделяемых на двегруппы, каждая, из которых подключена к входу одного из двух последовательно соединенных диодных мостов11 и 21,Данное устройство не обеспечи вает необходимого гармонического состава и качества стабилизации тока,так же из-за подмагничивания будутвыражены четные гармоники, а внешняя характеристика соответствуетисточнику стабилизированного напряжения. Известен также статический ферромагнитный утроитель частоты с трехфазным входом, содержащий насыщенный вращающимся магнитным полем маг-.нитопровод с расположенными на немтрехфазными первичной и вторичнойобмотками с различным числом парполюсов, каждая из которых соединена в "звезду" 3 1.тоХотя в данном устройстве формавыходного напряжения и тока обладает улучшенными гармоническим составом, но он не обеспечивает стабилизации выходного тока, кроме того, 15параметры выходных величин утроите"ля значительно зависят от колебания напряжения питающей сетиИзвестны также трехфазный умножитель частоты, содержащий объединенные с помощью магнитных перемычек трехстержневые сердечники с выходными, входными и подмагничивающими обмотками, расположенными намагнитных перемычках 43,и фероонаг3 97829 нитный умножитель частоты, содержа" щий два многообмоточных трансформатора с насыщенными сердечниками и расположенными на них входными в выходными обмотками, а также обмотка ми подмагничивания постоянным током и обмотками самоподмагничивания, включенных между собой через конденсатор. встречно параллельно 1.5 1.Эти устройства также не обеспечи вают необходимых характеристик для бесбалластного питания газоразрядных ламп.Наиболее близким к изобретению техническим решением является фер ромагнитный умножитель частоты, содержащий насыщенные трансформаторы, на стержнях которых расположены входные обмотки и конденсатор продольной компенсации, причем начала вход ных обмоток и вывод одной обкладки конденсатора подключены к входным выводам для подключения трехфазной питающей сети, а концы входных обмоток объединены в общую точку, об разующую один из выходных выводов для подключения нагрузки 63.Этот ферромагнитный умножитель частоты обеспечивает стабилизацию тока нагрузки в сравнительно узком диапазоне изменения нагрузки при неизменном напряжении питающей сети, но качество стабилизации тока в широком диапазоне изменения нагрузки (от короткого замыкания до номиналь"35 ного режима раЬоты) и колебания напряжения сети совершенно неприемлемо, Кроме того, из-за действия продольной емкостной компенсации в выходном токе резко выражены нечетные гармоники.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей улучшение качества стабилизации и улучшение гармонического состава тока.45Поставленная цель достигается тем, что ферромагнитный умножитель частоты, содержащий насыщенные трансформаторы, на стержнях которых расположены входные оЬмотки, и конден 50 сатор продольной компенсации, причем начала входных обмоток и вывод одной обкладки конденсатора подключены к входным выводам для подключения трехфаэной питающей сети, а концы входных обмоток объединены в общую точку, образующую один иэ выходных выводов для подключения нагрузки, снабжен обмоткой индуктивности продольной компенсации, выполненной в виде двух последовательно соединенных секций, обмоткой индуктивности поперечной компенсации, цепью обратной связи по току нагрузки, состоящей из последовательно соединенных датчика тока, компаратора, балансного усилителя и форми" рователя импульсов, и блоком встречно-параллельно соединенных тиристоров, причем оЬмотки индуктивностей продольной и поперечной компенсации соединены последовательно, оЬраэуя цепь, включенную между общей точкой входных обмоток и выводом другой обкладки конденсатора общая точка соединения оЬмоток индуктивностей поперечной и продольной компенсации образует второй выходной вывод для подключения нагрузки, а параллельно одной из секций обмотки индуктивности продольной компенсации включен блок встречно-параллельно соединенных тиристоров, управляющим входом соединенным с выходом цепи обратной связи по току нагрузки, вход которой соединен с одним из соответствующих выходных выводов.На фиг. 1 изображена принципиальная схема ферромагнитного умножителя частоты,подключенного к трехфазной сети с нейтральным проводом на фиг, 2 - то же, подключенное к трехфазной, трехпроводной сети. Устройство содержит насыщенные трансформаторы 1, емкость 2 продольной компенсации, индуктивность 3 продольной компенсации, часть которой шунтирована блоком 4 встречно- параллельно соединенных тиристоровИндуктивности 3 и 5 продольной компенсации и поперечной компенса" ции соединены последовательно и вклю" чены в цепь между нейтральной точкой насыщенных трансформаторов 1 и свободными зажимами емкости 2. Параллельно зажимам индуктивности 5 включена нагрузка - осветительная установка с газоразрядными лампами 6, в цепи которой последовательно включен датчик 7 тока, соединенный с компаратором 8, балансным усилителем 9 и формирователем 10 импульсов для управления блоком 4. На фиг 2 емкость 2 продольной компенсации распределена на три части и включена к фазовым проводам сети, а роль поперечной индуктивной .компенсациивыполняет разделительный, согласующий трансформатор 11.Устройство работает следующим образом.При включении в трехфазную сеть в ферромагнитном умножителе 1 частоты возникает ЭДС утроенной частоты, содержащая значительный процент высших гармоник. Величина ЭДС при определенной постоянной степени на сыщения сердечников в основном зависит от параметров элементов 2 и 3 последовательного фильтра продольной и величины индуктивного сопротивления 5 поперечной компенсаций, Когда 15 сопротивление нагрузки б равно нулю (режим короткого замыкания), эквивалентное индуктивное составляющее сопротивление поперечной компенса" ции также равно нулю. При этом ЭДС 20 третьей гармоники в основном определяется только параметрами последовательного Фильтра Ы-продольной компенсации,и через нагрузку б протекает ток определенной величины При 25 увеличении сопротивления нагрузки б автоматически увеличивается и индуктивное составляющее сопротивлениепоперечной компенсации, последовательный фильтр 1.С-продольной компен- ЗО сации приближается к резонансу на утроенной частоте, При этом ЭДС сохраняется почти неизменной, общий ток в цепи увеличивается настолько, чтобы ток в цепи нагрузки остался почти неизменным, а напряжение на нагрузке уввличиваетая почти пропорционально в зависимости от сопротивления нагрузки, Для повышения жесткости выходной характеристики 1=Г(н и уменьшения влияния колебания на" пряжения питающей сети использована внешняя обратная связь по току нагрузки от датчика 7 тока сигнал пода" ется на компаратор 8, разностный сигнал которого направлен в балансный усилитель 9 и формирователь 10 им- пульсов, формирующий фаэорегулируемые импульсы управления блоком 4 встречно параллельно включенных ти 50 ристоров, шунтирующих часть индуктивности фильтра продольной компен" сации. Степень шунтирования зависит от момента отпирания тиристоров: при снижении тока нагрузки по сравнению с заданным тиристором отпираются55 позже, при этом степень шунтирования уменьшается, а индуктивное сопротивление фильтра возрастает, что приводит (по вышеуказанным причинам) к повышению тока нагрузки дозаданной величины, С целью обеспечения синусоидальности выходного тока в широком диапазоне изменения нагрузки тиристорами шунтируется только часть индуктивности 3, соотношение частей распределения, с однойстороны, определяется допустимым про"центом содержания высших гармоникв кривой тока, а с другой стороны "необходимой жесткостью. выходной характеристики и степенью влияния факторов возмущения, Таким образом,мож"но обеспечить высокую жесткость выходной характеристики 1=1(ц) и си"нусоидальность Формы тока в пределах .изменения нагрузки от режима ко"роткого замыкания до номинальногорежима работы за счет внутреннейобратной связи по м-той гармонике тока подмагничивания умножителя и внешней обратной связи по току нагрузки,Аналогичный принцип работы устройства сохраняется и в схеме (фиг, 2),в которой емкость 2 фильтра продоль"ной компенсации распределена по фазам сети, а роль индуктивности попе"речной компенсации выполняет трансформатор 11, позволяющий согласоватьпараметрыосветительной установки спреобразователем,Таким образом, данный ферромагнитный умножитель частоты, сочетаяфункции преобразователя частоты исистемы, может обеспечить высокое качество стабилизации тока, улучшениегармонического состава в широком ди"апаэоне изменения нагрузки и в определенном диапазоне колебания напря"жения сети, что приводит к значительному повышению эффективности работыосветительной установки. Формула изобретенияФерромагнитный уиножитель частоты, содержащий насыщенные трансформато" ры на стержнях которых расположены входные обмотки, и конденсатор продольной компенсации, причем начатла входных обмоток и вывод одной обкладки конденсатора подключены к входным выводам для подключения трехфазной питающей сети, а концы входных обмоток объединены в общую точку, образующую один из выходных вы" водов для подключения нагрузки, 978295о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей, улучшения гармонического состава и улучшения качестваа стабилизации, он снабжен обмоткой индуктивности продольной компенсации, выполненной в виде двухпоследовательно соединенных секций,обмоткой индуктивности поперечнойкомпенсации, цепью обратной связипо току нагрузки, состоящей из последовательно соединенных датчикатока, компаратора, балансного уси-.лителя и формирователя импульсов, иблоком встречно-параллельно соединенных тиристоров, причем обмоткииндуктивностей продольной и поперечной компенсации соединены последовательно, образуя цепь, включеннуюмежду общей точкой входных обмотоки выводом другой обкладки конденсатора, общая точка соединения обмотокиндуктивостей поперечной и продольной компенсации образует второй выходной вывод для подключения нагрузки, а параллельно одной из секцийобмотки индуктивности продольной компенсации включен блок встречно- параллельно соединенных тиристоров, управляющим входом соединенным с вы ходом цепи обратной связи по току нагрузки, вход которой соединен с одним из соответствующих выходных выводов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРпо заявке й 271198 Й/2 Й,кл. Н 05 В 1/18, 1979.2. Авторское свидетельство СССРЬф 660168) кл, Н 02 М 5/16) 1977.3. Авторское свидетельство СССРВ 615575, кл, Н 02 М 5/16, 1975.Авторское свидетельство СССРв У 612361, клН 02 М 5/16) 1975.5. Авторское свидетельство СССРд 6550 й 5, кл. Н 02 М 5/16, 1977.6, Лось И,А, Трехфазные магнитотиристорные умножители частоты снепосредственной связью, Канд, дис,Уфа,1975., Пекарь орректор Н,Король т Заказ к шс илиал ППП "Патент" , г, Ужгород, ул, Проектн Тираж 21НИИПИ Государспо делам изоб13035, Москва,ногний5,Подписноеета СССРытийя наб д, 4/5