Стабилизированный ионный преобразователь частоты

 

Класс 21d2, 14ог № 88434

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г. И. Шевченко

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИОН НЪ|Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЧАСТОТЫ

Заявлено 3 августа 1949 г. за ¹ 402209 в Гостехннку СССР

Преобразование и стабилизация частоты в индукционных нагревательных печах, генераторах переменного тока самолетов и других устройствах обычно осуществляются двигатель-генераторными установками и статическими индукционными умножителями частоты, которые имеют ряд недостатков, в частности — большую стоимость.

Преобразование и стабилизация частоты разрешается с помощью ионных преобразователей частоты, имеющих лучший коэффициент полезного действия. Однако, указанные преобразователи имеют нестабильную внешнюю характеристику, требуют большого числа приборов для преобразования и дороги.

Предложенный стабилизированный ионный преобразователь частоты лишен этих недостатков.

Отличительная особенность предложенного преобразователя состоит в выполнении выходных трансформаторов, содержащих обмотки подмагничивания. Ток, протекающий в этих обмотках, изменяется в соот- ветствии с током внешней нагрузки, вследствие чего, при изменении внешней нагрузки, выходное напряжение преобразователя остается неизменным.

На фиг. 1 изображена схема стабилизированного инвертора с двумя магнитными системами; на фиг. 2 — схема стабилизированного инвертора с автоматическим поддержанием неизменного напряжения на выходе, и на фиг. 3 — полная схема стабилизированного ионного преобразователя частоты.

При номинальном режиме ток подмагничивания в цепях выходных трансформаторов не велик. По мере уменьшения нагрузки, этот ток увеличивается и напряжение на выходе инвертора поддерживается неизменным. Число вентилей при этом можно уменьшить вдвое.

Преобразователь частоты представляет собой инвертор с улучшенной внешней характеристикой, в котором обычный трансформатор заменен двумя трансформаторами подмагничивания 1 и 2. Две магнитные системы взяты для того, чтобы в обмотках подмагничивания 8 и 4 пере№ 88434 менные э.д.с. взаимно уничтожались На фиг. 1 показаны первичные обмотки трансформаторов 5, б, 7, 8 и вторичные обмотки трансформаторов 9 и 10. На входе инвертора имеется батарея с напряжением 0 ; напряжение выходной нагрузки Z "инвертора обозначено через U,. Йапряжение аккумуляторной батареи (/„подается на обмотки подмагничивания. Управляемые вентили инвертора имеют сеточное управление СУ.

В качестве источника смещения используется батарея U; между анодами вентилей включен конденсатор С. Внешняя характеристика стабилизированного инвертора при изменении тока подмагничивания выражается прямой линией, параллельной оси абсцисс.

Может быть применена также и трехстержневая система, в которой обмотки переменного тока расположены на крайних стержнях, а обмотка подмагничивания — на среднем.

Схема стабилизированного инвертора допускает возможность получения «компаундной» внешней характеристики и автоматического поддержания неизменного напряжения на выходе путем воздействия на ток подмагничивания в зависимости от тока нагрузки. На фиг. 2 показана схема, в которой для получения требуемого характера изменения тока подмагничивания применен магнитный усилитель, мощность которого составляет незначительную часть мощности всей установки.

На фиг. 2 показаны обмотки магнитного усилителя переменного тока 1 и 2, обмотка подмагничивания 8 с автоматическим изменением тока подмагничивания в функции тока нагрузки, обмотка постоянного подмагничивания 4, трансформатор тока 5, выпрямительные мостики б и 7.

Через выпрямительпый трансформатор на вход преобразователя (фиг. 3) подается напряжение промышленной частоты 50 гц или напряжение переменной частоты от генератора с изменяющимся числом оборотов. На сетки трех групп управляемых вентилей А, В, С подается напряжение от трех вторичных обмоток ПТ„ПТ,, ПТ, пик-трансформаторов со сдвигом фаз в 120 электрических градусов. Пик-трансформаторы питаются от датчика небольшого синхронного генератора, или электронного генератора с постоянной частотой выхода. Каждая группа приборов

А, В, С имеет свое сеточное смещение. Управляемые ионные вентили в описываемой схеме выполняют функции выпрямителей внутри групп А, В, C и инверторов между группами А, Б, С. Инверторный трансформатор

co"òîèò из трех раздельных магнитных систем 1, Z, 8. Первичные обмотки 4, 5, б этих систем соединены в зигзаг для получения магнитных связей между фазами. Вторичные обмотки 7, 8, 9 соединены в треугольник для того, чтобы избежать искажения линейных напряжений при несимметричных нагрузках фаз. Обмотки подмагничивания 10, 11, 12 питаются током, зависящим от тока нагрузки. Как и в инверторе в качестве преобразователя может быть применена одна пятистержневая система.

Некоторое усложнение магнитной системы для трехфазного преобразователя не имеет существенного значения, так как использование инверторного трансформатора за счет подмагничивания не ухудшается.

Предмет изо бр етения

Стабилизированный ионный преобразователь частоты, состоящий из управляемых вентилей и трансформаторов, о тл и ч а ю шийся тем, что для повышения к.п.д. преобразователя, при одновременном поддержании неизменного выходного напряжения в случае изменения внешней нагрузки, выходные трансформаторы выполняются с обмотками подмагничивания, в которых протекающий электрический ток изменяется в соответствии с током внешней нагрузки. № 88434

Фиг. 3

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Редактор А. К. Лейкина

Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14.

Информационно-издательский отдел.

Объем 0,34 п. л. Зак. 4731

Подп. к печ 7.И!-59 г.

Тираж 360 Цена 50 коп.