Ферромагнитный преобразователь частоты

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

Союз Советских

Социалистических

Республик о11 1001202 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (3ЦМ Кп 3

Н 01 F 33/00 (22) Эахвll®Но 040981 (21)3331918/24-07

У с присоединением заявки М—

Государствениый комитет

С,СС Р

IIo делам изобретеияй и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 283233. Бюллетень М 8 (331 УДК 621. 314..26(088.8) Дата опубликования описания 280283 (72) Автор изобретения

M.Н. Кутуэаки

) "-;. ; .—:,:! .! f:„ ! -.:

Московское производственное объединение "Электрозаттттщ -им. В.В. Куйбьваева (71 ) За яв и тель (54) ФЕРРОМАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к ферромагнитным преобразователям частоты,.принцип действия которых основан на явле нии автопараметрического резонанса, предназначенным для питания устройств автоматизации, сигнализации и регулирования скорости асинхронных двигателей.

Известны ферромагнитные преобразователи частоты, которые состоят из нескольких магнитных сердечников и обмоток, охватывающих один или два сердечника f 1 )., Однако в известном преобразователе при обрыве или коротком замыкании одной из обмоток на выходе возникает напряжение входной частоты.

Известен ферромагнитный преобразователь частоты, содержащий единый магнитопровод в виде многолучевой звезды и обмотки, расположенные в парах диаметрально противоположных окон. Последовательно с первичной обмоткой включен вентиль, параллельно вторичной — конденсатор (2 ..

Недостатком этого преобразователя является большой расход обмоточного провода. 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 аксонометриит на фиг. 3 — то же, проекция на горизонтальную плоскость, на фиг. 4— окно магнитопровода с обмоткой, имеющей круглое сечением на фиг. 5то же, с обмоткой, имеющей треугольное сечение..

1001202 где

30

40

60

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 своего номинального 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 обмоток °

Таким 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 Dz>„ средний диаметр обмотки с круглым сечением, D >> - средний диаметр обмотки с треугольным сечением, следует, что

D pÄ > Dqp» т.е. расход обмоточной меди у обмоток с круглым сечением больше.

Индуктивность рассеяния обмоток определяют по формуле средняя длина an r«a i-й обмотки;

С, — толщина i-й обмотки в ок-, Kii не магнитопровода.

Расчеты показывают, что индуктивность рассеяния обмотки с треугольным сечением внутри окна магнитопровода намного меньше, чем индуктивность рассеяния обмотки с круглым или овальным сечением.

Для повышения технологичности изготовления обмоток преобразователя. частоты 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 уменьшении расхода обмоточной меди на 16%, повышении коэффициента полезно о.действия с 0,7 до 0,74 благодаря уменьшению потерь меди, а также увеличении выходного напряжения благодаря уменьшению индуктивности рассеяния обмоток.

Суммарный экономический эффект от использования изобретения в народном хозяйстве составит 8000 руб.

Формула изобретения

1. Ферромагнитный преобразователь частоты, содержащий магнитопровод, образованный двумя пересекающимися взаимноперпендикулярными стержнями и замыкающим их ярмом, обмотки уложенные в пары диаметрально противоположных окон, причем последовательно с первичной обмоткой включен вентиль, а параллельно вторичной — конденсажр, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем снижения индуктивного сопротивления рассеяния обмоток и уменьшения расхода обмоточного провода, части обмоток, расположенные внутри окон магнитопровода, имеют сечение, две боковые стороны которого равны между собой и параллельны прилегающим граням стержней.

2. Преобразователь по и. 1, э т л и ч а ю щ и и с я тем что сечение имеет вид равнобедренного треугольника °

3. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что сечение имеет вид равнобедренной трапеции.

Источники информации, принятые во вниманйе при экспертизе

1. Бамдас A.Ì. и др. Ферромагнитные делители частоты. М., "Энергия", 1967.

2. Патент СШЛ 9 2445857, кл. 321-68, 1948.

1001202

61 е

Щиа. 5

Филиал ППП "Патент", г,Ужгород,ул.Проектная,4