Умножитель частоты

 

1 т

О П И <: А Н И--Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21с12, 14/02

21d2, 51

Заявлено 26.I I I.1969 (№ 1314931/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 06.Х.1970. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 16.ХП.1970

МПК Н 01f 35/00

Н 02m 5/16

УДК 621.314,26(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

А. Ф. Березовский

Заявитель

УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Известен умножитель частоты, содержащий магнитный усилитель с двумя рабочими обмотками, точка соединения которых подключена к одному из вводов однофазной сети, и выходной трансформатор с двумя первичными обмотками, средние точки которых подсоединены к другому из вводов однофазной сети.

Недостатком известного умножителя является невозможность получения высокой относительной величины третьей гармоники в выходном напряжении.

Предлагаемый умножитель частоты отличается от известного тем, что концы первичных обмоток подключены через диоды к крайним точкам вспомогательных потенциометров, средние точки которых соединены с концами рабочих обмоток магнитного усилителя.

Это отличие позволяет повысить относительную величину третьей гармоники в выходном напряжении.

На фиг. 1 дана принципиальная схема умножителя частоты с компенсацией первой гармоники без применения дополнительного трансф пматора, на фиг. 2 представлены эпюры токов в элементах умножителя частоты; на фиг.

3 — принпппиальная схема дополнительного трансформатора для компенсации первой гармоники, включенного на выходе умножителя частоты.

Умножитель частоты содержит магнитный усилитель 1 с рабочими обмотками 2 и 8, точка 4 соединения которых подключена к вводу однофазной сети, содержащей вводы б и б.

Умножитель частоты также содержит выходной трансформатор 7 с двумя первичными обмотками 8 и 9, средние точки которых подсоединены к вводу б. Кроме того, концы первичных обмоток 8, 9 подключены через диоды 10

1о к крайним точкам вспомогательных потенциометров 11, средние точки которых соединены с концами рабочих обмоток 2, 8 магнитного усилителя 1.

При наличии в управляющих обмотках 12

15 магнитного усилителя 1 тока такой полярности, что при положительной полуволне магнитного потока в сердечнике с рабочей обмоткой 2 этот магнитный поток совпадает по направлению с подмагничивающим магнитным

20 потоком, получим показанные на фиг. 2, а токи: тз — в рабочей обмотке 2 и з — в рабочей обмотке 8. Пунктиром показана первая гармоника тока 4, причем видно, что вслед за ней наибольшую величину имеет вторая гармони25 ка. Из-за включения через двухполупериодные выпрямители, состоящие пз диодов 10 и первичных обмоток 8, 9, по первичным обмоткам

8, 9 трансформатора 7 проходят выпрямленные значения этих токов тз «(i; ). На фиг. 2, а

30 выпрямленные части волн тока показаны пунк283386

TIIp05I, lIpIIчем:1ля токс1 1;. пзоора 1:с1!ы 1 ак. ! тобы получить величину — — !1,,(.

Напряжение на вторичной обмотке 18 грансформатора 7 вследствие разнополярпого включения двух первичных обмоток 8, 9 определяется разностью выпрямлснш!х токов (41-- lii;, f, которая показана па фиг. 2, б и состоит и", примерно одинаковых по амплитуде первой и третьей гармоник. Простейший способ компенсации первой гармоники в выходном направлении состоит в подключении с обратной полярностью дополнительной обмотки 1-- в цепь питания со стороны ввода б однофазной сети IIB сумму токов 4+L;, рабочих обмоток 2, 8 магнитного усилите.isI 1, !!зобра>кенну!о на фиг.

2, б. Кривые фиг. 2, б в масштабе представляют вышеупомянутые токи, отнесенные к одному витку трансформатора 7. V кривой 4-f-i, на фиг. 2, б третья гармоника значительно меньше первой. Поэтому, вь!брав относительно небольшое число витков у дополнительной обмотки 14 и пропуская через нее ток (1 +4), в противофазе относительно тока (iI I — I 4 ), текущего в первичных обмотках

8, 9 трансформатора 7, можно полностью скомпенсировать HB выходе первую гармонику, не уменьшив значительно. ток третьей гармоники. Благодаря этому полу !им утроитсль «астоты, для которого практически не потребуется фильтр третьей гармоники.

Повышенный выход третьей гармоники в предлагаемом утроителе объясняется тем, что на выходе третья гармоника получается главным образом за счет преобразования второй гармоники (при помощи выпрямителя и последующего вычитания), а вторая гармоника имеет наибольшую амплитуду после первой гармоники. Чтобы убедиться в этом, достаточно посмотреть на фиг. 2, в, где в токах рабоч!!х обмоток магнитного усилителя (показаны пунктиром после выпрямлепия) оставлены только первая гармоника и вторая гармоника.

Получающийся выходной ток i,, имеет третью гармонику с большей амплитудой, чем первая га р моника.

Графики на фиг. 2 в целях упрощения построены так, как будто выпрямление происходит в безындуктивной цепи. Имеющаяся в цепи индуктивность станет производить сглаживание представленных кривых выпрямленного тока, особенно в месте острых и глубоких впадпп. пс I!c. !ст!!пс !его буде 1 ",мс!!ьшяться !

Реть;! i BJ! IIOIiIII,B. 0UHBI цепи окажется настолько большой. чт0 впадины практически выравняются с малой полуволпо!! выпрямленного тока, то и тогla осгается зпа штсльная доля третьей гармоники, так как тогда, например, кривая i,, бу;еУ иметь форму двух выступов (положительного и отрицательного) с расстоянием л ме>кду пх максимумами и с шириной выступа приблиз!г! слыло 0,5л.

Хотя потенциометры 11 создают дополнитсльш !е потери, но одновременно уменьшают долю нпдуктивпости в цепи, повышая выход трстьсй гармоники. Поэтому в некоторых слугалх о!гп могут оказаться целесообразными.

Второй прием компенсации первой гармоники на выходе устройства пзображен на фиг. 3.

Здесь вк."почен дополнительный трансформатор 15, па вторичную обмотку 1б которого

131<;lIo :åïû активное сопротивлеш!е 17 и фильтр третьей I.ap»!oil!!ail, состоящий из параллельно включенных конденсатора 18 и трансформаторВ l9 3То позволяет раздслпть вторичное напряжение трансформатора 15 па первую и третью гармоники, после чего из напряжения вторичной обмотки 18 трансформатора 7 вычесть нужную долю первой гармоники, прибаBIiB дополнительную долю третьей гармоники.

З0 Конденсатор 20 является компенсирующим для обшей цепи третьей гармоники.

В качестве выходного трансформатора 7 может быть применен трансреактор с резонансной емкостью.

Предмет изобретения

Умножитель частоты, содержа!ций магнитный усилитель с двумя рабочими обмотками, 40 точка соединения которых подключена к одному из вводов одпофазной сети, и выходной трансформатор с двумя первичными обмотка !!1, средние точки которых подсоединены к другому пз вводов одпофазной сети, отличаю45 икайся тем, что, с целью повышения относительной величины третьей гармоники в выходном напряжении, концы первичных обмоток подкл!очены через диоды к крайним точкам вспомогательных потенциометров, средние точ50 ки которых соединены с концами рабочих обмоток магнитного усилителя.

283386 а (Фиг /

1 с //г/

-/is/1

Фаз.

Фиг 3

Составитель Л. Борисова

Редактор И. В. Тимофеева Техред А. А. Камышникова Корректоры: В. Петрова и Е, Ласточкина

Заказ 3586/12 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2