Умножитель частоты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

: Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Ел. 21d>, 51

21d -, 12/03

Заявлено 30.1Х.1965 (№ 1030820/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22.Xll.1967. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 22.II.1968

МПК Н 021

Н 02m

УДК 621 374 4(088.8) Комитет па делам изобретений и открытий при Совете 1т1инистров

СССР

Автор изобретения

С. М. Кацнельсон

Заявитель

Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта

УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Известные умножители частоты, содержащие первичные, дополнительные и вторичные обмотки, не позволяют получать высокий или опережающий коэффициент регулируемой мощности.

С целью получения высокого или опережающего коэффициента регулируемой мощности предложен умножитель, в котором применены по числу первичных обмоток компснсаторы реактивной мощности, выполненные в виде двух параллельно включенных вентилей с искусственной коммутацией. Входными обмотками компенсаторов служат дополнительные обмотки умножителя, а выходные обмотки имеют общий магнитопровод со вторичной обмоткой умножителя.

На фиг. 1 представлена схема удвоителя частоты с однофазным выходом; на фиг. 2— схема утроителя частоты с однофазным выходом и на фиг. 3 — схема удвоителя частоты с трехфазным выходом.

Удвоитель частоты с однофазным выходом содержит два компенсатора 1 и 2, представляющих собой короткозамкнутые выпрямители. Их выходные обмотки 8 имеют общий магнитопровод со вторичной обмоткой 4 удвоителя частоты. Основные вентили 5 и б каждого из компенсаторов отрегулированы в сторону опережения на угол, близкий к 90 эл., поэтому коммутация их осуществляется искусственно с помощью вентилей 7, 8 и коммутирующего конденсатора 9.

Если в какой-то момент времени горел вентиль 5, а конденсатор 9 был заряжен с указанной полярностью, то при зажигании вентиля 7, спустя несколько градусов после того, когда э.д.с. в цепи вентиля 5 прошла через положительный максимум, вентиль 5 погаснет, и постоянный ток, протекавший через

10 обмотки 8 и 10 компенсатора 1, потечет через вентиль 7 и будет перезаряжать конденсатор 9. B процессе перезаряда полярность этого конденсатора изменится на обратную, в результате потенциал средней точки обмот15 ки 10 будет становиться все более положительным. Когда он станет больше фазного напряжения, включится вентиль б, в цепи которого в данный момент э.д.с. отрицательная, а вентиль 7 погаснет за счет запаса энергии

20 в обмотке 8. При этом ток, протекающий по обмотке 10, будет опережать напряжение на угол, близкий к 90 эл. Аналогичным образом осуществляется искусственная коммутация вентилей и в компенсаторе 2.

25 Обмотки 8 выполняют функции дросселей, на которые замкнуты накоротко по постоянному току короткозамкнутыс выпрямители.

Направление намагничивающих сил, создаваемых постоянной составляющей тока в этих

30 обмотках, встречно, что предотвращает по207284

40 стоянное подмагничивание трансформаторов.

Переменное напряжение, приложенное к обмотке 8, имеет двойную частоту, причем гармоники намагничивающих сил двойной частоты совпадают по фазе благодаря применению схемы Скотта, так как напряжения в обмотках 10 сдвинуты между собой по фазе на

90 эл. Если подключить нагрузку и обмотке

4 удвоителя, то по ней будет протекать ток двойной частоты. Ток нагрузки дво" íîé частоты траьсформируется в первичную питающую сеть как трехфазный ток нормальной .астоты благодаря переключениям, осуществляемым вентилями 6 и 6. В результате трехфазный ток, протекающий в питающей сети, будет состоять из двух составляющих: реактивного onåрежающего тока и тока нагрузки, КОтОР Ы и iXIO&KCT ObITb B i%1 &IDHbl ibl ИЛ И 3 KTHBH Gиндуктивным. При отсутствии нагрузки описанный преобразователь может выполнять роль статического компенсатора реактивной мощности, причем величину этой реактивной мощности легко регулировать, смещая по фазе напряжение, подаваемое на управляющие электроды вентилей. При наличии нагрузки двойной частоты преобразователь выполняет функции статического компенсатора реактивной мощности и удвоителя частоты.

На таком же принципе выполняются и утроители частоты (фиг. 2). В их схему входят два короткозамкнутых выпрямителя 11, 12 с искусственной коммутацией вентилей 13, 14, 15, осуществляемой с помощью узла искусственной коммутации, образованного коммутирующей емкостью 16, коммутирующими вентилями 17 и 18 и пусковым вентилем 19.

При включении устройства вентиль 19 заряжает емкость 16, после чего перезаряд ее осуществляется через коммутирующие вентили

17 и 18 за счет запаса энергии в обмотках 20, выполняющих роль дросселей.

Намагничивающие силы этих обмоток по постоянному току скомпенсированы. На вто5

25 ричной обмотке утроителя получается напряжение тройной частоты.

Таким образом, устройство представляет собой утроитель частоты, совмещенный с компенсатором реактивной мощности.

В трсхфазном удвоителе частоты, совмещенном с компенсатором реактивной мощности (фиг. 3), первичные обмотки соединены в треугольник и имеют общий магнитопровод с входными обмотками 21 короткозамкнутых выпрямителей 22, 23 и 24 с искусственной коммутацией вентилей. На фиг. 3 показана полностью только одна ячейка выпрямителя

24 со схемой искусственной коммутации вентилей, аналогичная рассмотренной на фиг. 1.

Короткозамкнутые выпрямители замкнуты накоротко по постоянному току на три об:;отки 26, которые соединены в зигзаг с обмотками 26 для ослабления постоянного подмагничивания. Со вторичных обмоток 27 удвоителя снимается трехфазный ток двойной частоты.

Предлагаемые устройства умножителей частоты, совмещенные с компенсаторами реактивной мощности, в настоящее время могут найти применение в установках индукционного нагрева, а при трехфазном исполнении и в электроприводах.

Предмет изобретения

Умножитель частоты, содержащий первичные, дополнительные и вторичные обмотки, отлачаощийся тем, что, с целью получения гысо

207284

7j

2б

zj

Pua Z

Составитель Л. Борисова

Редактор П. А. Вербова Техред Л. Я. Бриккер Корректоры: С. Ф. Гонтаренко и С А Башлыкова

Заказ 42/13 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений н открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серена, д, 4

Типография, пр. Сапунова, 2