×
20.01.2015
216.013.1ee8

МАГНИТНО-ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В ШЕСТЬ РАЗ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к преобразовательной технике, умножителям частоты и может быть использовано в качестве регулируемого источника питания электротехнологических установок - индукционного нагрева, для выпрямителей и т.п. Магнитно-полупроводниковый умножитель частоты в шесть раз выполнен на базе трехфазного трансформатора и шести двухобмоточных дросселей насыщения, соединенных по мостовой схеме, которые подключены одной диагональю к вторичным обмоткам трансформатора, а второй диагональю, соединенной в две звезды, к нагрузке, причем обмотки одной диагонали каждого дросселя насыщения и нагрузка зашунтированы однополупериодными ключами, связанными с блоком управления через ключ, шунтирующий нагрузку. Технический результат - повышение энергетических показателей, расширение диапазона симметричного регулирования выходного напряжения при активно-индуктивной нагрузке, улучшение массогабаритных показателей. 2 ил.
Основные результаты: Магнитно-полупроводниковый умножитель частоты в шесть раз, содержащий двухобмоточный трехфазный трансформатор и дроссели насыщения в каждой фазе сети, нагрузку и однополупериодные ключи, управляемые с блока управления, отличающийся тем, что обмотки дросселей насыщения соединены по мостовой схеме, одни диагонали которых подключены к вторичным обмоткам трансформатора, а вторые - соединены в две звезды, между которыми подключена нагрузка, причем обмотки одной диагонали каждого дросселя насыщения и нагрузка зашунтированы однополупериодными ключами, связанными с блоком управления через ключ, шунтирующий нагрузку.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области электротехники, в частности к преобразовательной технике, умножителям частоты, и может быть использовано в качестве источников питания быстроходных двигателей, ручного электроинструмента, для выпрямителей, для регулируемых источников питания электротехнологических установок, например, индукционного нагрева и т.п.

Известен магнитно-полупроводниковый умножитель частоты, принятый в качестве аналога (авт. свид. №497695, БИ, №48, 1975), содержащий многообмоточный трансформатор с насыщенными сердечниками, обмотки подмагничивания постоянным током и обмотки самоподмагничивания с конденсаторами.

Недостатками аналога являются: большие масса и габариты, инерционность, зависимость амплитуд гармоник выходной частоты от уровня тока подмагничивания, низкие энергетические показатели.

Известен магнитно-полупроводниковый умножитель частоты в четное число раз, принятый в качестве аналога (авт. свид. №782084, БИ, №43, 1980), содержащий трехфазный преобразователь числа фаз удвоенной кратности умножения и однополупериодные ключи, подключенные к вторичным обмоткам упомянутого преобразователя, и однофазный трансформатор.

Недостатками аналога являются: большие масса и габариты, низкие энергетические показатели вследствие применения фазового управления ключами по углу включения, ограниченный диапазон регулирования при активно-индуктивной нагрузке.

Известен магнитно-полупроводниковый умножитель частоты, принятый в качестве прототипа (авт. свид. №232364, БИ, №1, 1969, фиг.2), содержащий многообмоточный трансформатор, к вторичным обмоткам которого подсоединены ключи, дроссели, нагрузка, установленная между двух звезд, и блок управления ключами.

Недостатками аналога являются: низкие массогабаритные показатели, зависимость настройки частоты от параметров дросселей, невысокая надежность работы умножителя частоты.

Задачей изобретения является: повышение энергетических показателей, расширение диапазона регулирования выходного напряжения при активно -индуктивной нагрузке, улучшение массогабаритных показателей и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в магнитно-полупроводниковом умножителе частоты в шесть раз, содержащем трехфазный двухобмоточный трансформатор и дроссели насыщения в каждой фазе сети, нагрузку и однополупериодные ключи, управляемые от блока управления, обмотки дросселей насыщения соединены по мостовой схеме, одни диагонали которых подключены к вторичным обмоткам указанного трансформатора, а вторые диагонали соединены в две звезды, между которыми подключена нагрузка, причем обмотки одной диагонали каждого дросселя насыщения и нагрузка зашунтированы однополупериодными ключами, связанными с блоком управления через ключ, шунтирующий нагрузку.

Сущность изобретения заключается в том, что замыкание шунтирующим ключом обмотки дросселя насыщения осуществляется в начале положительного полупериода на время α π/6, а с момента его размыкания сердечник дросселя насыщения перемагничивается и насыщается в момент βk=2π-αk, однозначно связанный с углом коммутации регулирующих ключей, где αk - длительность замкнутого состояния регулирующего ключа. На нагрузке формируется напряжение, в 6 раз превышающее частоту сети, а все другие гармоники ниже шестой при сложении взаимно компенсируются. При активно-индуктивной нагрузке с момента α=αk размыкания регулирующего ключа первичная обмотка трансформатора закорачивается нулевым ключом, обеспечивая протекание тока в прежнем направлении и свободный обмен энергией между сетью и нагрузкой.

На фиг.1 представлена схема магнитно-полупроводникового умножителя частоты, а на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.

Магнитно-полупроводниковый умножитель частоты в 6 раз содержит двухобмоточный трехфазный трансформатор 1, к вторичным обмоткам 2, 3, 4 которого подключены шесть дросселей 5-10 насыщения с двумя обмотками 11-16, 11а-16а на каждом дросселе, при этом обмотки 11-16 и 11а-16а соединены по мостовой схеме. Одни диагонали моста подключены к вторичным обмоткам 2, 3, 4 трансформатора 1, а вторые - соединены в две звезды к нагрузке 17. Обмотки 11-16 и нагрузка 17 зашунтированы однополупериодными ключами 18-24, которые получают сигналы управления от блока 25 управления через ключ 24, установленный параллельно нагрузке 17 и выполняющий функции нулевого вентиля для обеспечения контура сброса запасенной энергии.

На фиг.1 представлена схема умножителя частоты в 6 раз, а фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы при угле коммутации αk=π/6.

В начале полупериода с блока 25 управления замыкается ключ 18, шунтирующий обмотку 11 насыщенного в предыдущий полупериод напряжения фазы A дросселя 5. Образуется контур: обмотка 2 - ключ 18 - нагрузка 17 - обмотка 11а дросселя 1 - вторичная обмотка 2, и к нагрузке 17 прикладывается отрезок напряжения 26 (фиг.2, а). При угле коммутации α=αk=π/6 ключ 18 размыкается, и под действием напряжения фазы A дроссель 1 насыщения начинает перемагничиваться и насыщается в момент βk=2π-αk. Одновременно, под действием напряжения фазы C насыщается дроссель 10, а после изменения ее полярности замыкается ключ 23, при этом в интервале π/6 α π/2 ток протекает по цепи: вначале обмотка 4 - обмотка 16а - нагрузка 17 - обмотка 16 и обмотка 4, а затем 4-22-17-16а - фаза 4, и на нагрузке 17 формируются отрезки напряжения 27 и 28 разной полярности (фиг.2, б). В диапазоне π/2 α 5π/6 действует фаза B, вначале насыщается дроссель 7, а затем ключ 20 закорачивает обмотку 13. По контурам: 3-13а-17-13-3, а затем по 3-20-17-13а-3 протекает ток, и к нагрузке прикладываются напряжения 29 и 30 (фиг.2, в). В диапазоне 5π/6 α 7π/6 действует фаза A, при этом вначале ток протекает по контурам: 2-12-17-12а-2, а после замыкания ключа 19 по контуру 2-19-17-12а-2, и на нагрузке формируются напряжения 31 и 32 (фиг.2, г). Затем в действие вступает фаза C (фиг.2, д)). На интервале 7π/6 α 3π/2 процессы протекают в дросселе 9. Он вначале насыщается, а затем обмотка 15 шунтируется ключом 22, и к нагрузке прикладываются отрезки синусоид 33, 34.

На интервале 3π/2 α 11π/6 работает фаза B; вначале насыщается дроссель 8, а затем ключ 21 закорачивает обмотку 14 дросселя 8, формируя напряжения 35, 36 (фиг.2, е). На последнем интервале в момент βk=2π-αk насыщается дроссель 5 и по цепи: 2-11а-17-11-2 протекает ток, а к нагрузке 17 прикладывается отрезок синусоиды 37. В следующий период напряжения процессы повторяются.

Следовательно, за период напряжения фазы A к нагрузке 17 прикладывается синфазное напряжение с частотой, в 6 раз превышающей частоту напряжения сети.

При активно-индуктивной нагрузке 17 с углами регулирования αk π/6 с момента размыкания регулирующих ключей 18-23 с блока 25 управления ключами поступают прямоугольные ШИМ-импульсы на ключ 24, выполняющий функции нулевого вентиля, по которому на интервале αk α βk протекает ток в короткозамкнутом контуре нагрузки, спадая по экспоненте. Ключ 24 работает с частотой, в шесть раз большей, чем регулирующие ключи 18-23.

Для магнитопроводов дросселей насыщения следует использовать магнитные материалы с узкой, прямоугольной петлей гистерезиса, а в качестве ключей - транзисторы: биполярные, типа IGBT, MOSFET или тиристоры с конденсаторной коммутацией, либо GTO, IGCT и другие.

Таким образом, в предлагаемом умножителе частоты в 6 раз обеспечивается регулирование выходного напряжения в широком диапазоне без сдвига гармоник независимо от характера и параметров нагрузки, при этом повышаются массогабаритные показатели, надежность и энергетические показатели. Инерционность магнитно-полупроводникового регулирующего органа не превышает полупериода частоты сети.

Умножители частоты в 6 раз (300 Гц) могут быть изготовлены мощностью в несколько сотен киловатт.

Магнитно-полупроводниковый умножитель частоты в шесть раз, содержащий двухобмоточный трехфазный трансформатор и дроссели насыщения в каждой фазе сети, нагрузку и однополупериодные ключи, управляемые с блока управления, отличающийся тем, что обмотки дросселей насыщения соединены по мостовой схеме, одни диагонали которых подключены к вторичным обмоткам трансформатора, а вторые - соединены в две звезды, между которыми подключена нагрузка, причем обмотки одной диагонали каждого дросселя насыщения и нагрузка зашунтированы однополупериодными ключами, связанными с блоком управления через ключ, шунтирующий нагрузку.
МАГНИТНО-ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В ШЕСТЬ РАЗ
МАГНИТНО-ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В ШЕСТЬ РАЗ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 41-50 из 58.
25.08.2017
№217.015.a1c3

Меандровая линия задержки из двух витков с разными разносами, защищающая от сверхкоротких импульсов

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для защиты радиоэлектронной аппаратуры от сверхкоротких импульсов. Линия задержки содержит виток, состоящий из одного опорного проводника, двух параллельных ему и друг другу сигнальных проводников, соединенных между собой на одном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606776
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a37f

Меандровая микрополосковая линия задержки, защищающая от сверхкоротких импульсов

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты радиоэлектронной аппаратуры от сверхкоротких импульсов. Техническим результатом является разложение сверхкороткого импульса на импульсы меньшей амплитуды. Линия задержки, состоящая из одного опорного проводника, двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607252
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.b41d

Система электропитания космического аппарата

Изобретение относится к области преобразовательной техники, в частности к бортовым системам электропитания космических аппаратов, и может быть использовано при проектировании и создании систем электропитания автоматических космических аппаратов на основе солнечных и аккумуляторных батарей....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613660
Дата охранного документа: 21.03.2017
25.08.2017
№217.015.b4c7

Способ компоновки печатных плат для цепей с резервированием

Изобретение относится к конструированию печатных плат, конкретно к способам их компоновки. Технический результат - уменьшение восприимчивости резервируемой цепи к внешним кондуктивным эмиссиям и уменьшение уровня кондуктивных эмиссий от резервируемой цепи. Достигается тем, что в способе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614156
Дата охранного документа: 23.03.2017
25.08.2017
№217.015.c1d9

Способ определения концентрации манганитов редкоземельных элементов

Изобретение относится к методам определения состава и количества компонентов, входящих как в природные минералы, так и соединения, полученные в различных химических реакциях, при действии температуры и давления. Способ определения концентрации манганита лантана в смеси синтезированного порошка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617804
Дата охранного документа: 26.04.2017
25.08.2017
№217.015.c29e

Навигационный радиооптический групповой отражатель кругового действия

Навигационный радиооптический групповой отражатель кругового действия в горизонтальной плоскости представляет собой групповой радиолокационный отражатель, содержащий восемь трехгранных радиолокационных уголковых отражателей с равными треугольными гранями, шесть из которых расположены вокруг...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617799
Дата охранного документа: 26.04.2017
25.08.2017
№217.015.cded

Нулевой радиометр

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к микроволновым радиометрам, и может использоваться в дистанционном зондировании Земли, медицине, поиске радиотепловых аномалий и т.д. Заявлен нулевой радиометр, содержащий антенну, первый и второй высокочастотные переключатели,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619841
Дата охранного документа: 18.05.2017
26.08.2017
№217.015.dd08

Четырехпроводная зеркально-симметричная структура, защищающая от сверхкоротких импульсов

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для защиты радиоэлектронной аппаратуры от сверхкоротких импульсов. Устройство защиты состоит из трех в поперечном сечении одинаковых и прямоугольных проводников на диэлектрическом слое, причем первый и второй проводники...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624465
Дата охранного документа: 04.07.2017
26.08.2017
№217.015.dd5c

Устройство для определения концентрации манганитов редкоземельных элементов

Предложенное изобретение относится к устройствам для определения концентрации соединений в твердой фазе. Устройство для определения концентрации манганитов редкоземельных элементов (МРЭ) состоит из источника света - ртутной лампы, блока питания источника света, фотоприемника излучения видимой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624619
Дата охранного документа: 04.07.2017
26.08.2017
№217.015.de5b

Способ внутренней компоновки печатных плат для цепей с резервированием

Изобретение относится к конструированию печатных плат, конкретно к способам их компоновки. Технический результат - уменьшение восприимчивости резервируемой цепи к внешним кондуктивным эмиссиям и уменьшение уровня кондуктивных эмиссий от резервируемой цепи. Достигается тем, что в способе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624637
Дата охранного документа: 05.07.2017
Показаны записи 41-50 из 56.
25.08.2017
№217.015.a1c3

Меандровая линия задержки из двух витков с разными разносами, защищающая от сверхкоротких импульсов

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для защиты радиоэлектронной аппаратуры от сверхкоротких импульсов. Линия задержки содержит виток, состоящий из одного опорного проводника, двух параллельных ему и друг другу сигнальных проводников, соединенных между собой на одном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606776
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a37f

Меандровая микрополосковая линия задержки, защищающая от сверхкоротких импульсов

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты радиоэлектронной аппаратуры от сверхкоротких импульсов. Техническим результатом является разложение сверхкороткого импульса на импульсы меньшей амплитуды. Линия задержки, состоящая из одного опорного проводника, двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607252
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.b41d

Система электропитания космического аппарата

Изобретение относится к области преобразовательной техники, в частности к бортовым системам электропитания космических аппаратов, и может быть использовано при проектировании и создании систем электропитания автоматических космических аппаратов на основе солнечных и аккумуляторных батарей....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613660
Дата охранного документа: 21.03.2017
25.08.2017
№217.015.b4c7

Способ компоновки печатных плат для цепей с резервированием

Изобретение относится к конструированию печатных плат, конкретно к способам их компоновки. Технический результат - уменьшение восприимчивости резервируемой цепи к внешним кондуктивным эмиссиям и уменьшение уровня кондуктивных эмиссий от резервируемой цепи. Достигается тем, что в способе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614156
Дата охранного документа: 23.03.2017
25.08.2017
№217.015.c1d9

Способ определения концентрации манганитов редкоземельных элементов

Изобретение относится к методам определения состава и количества компонентов, входящих как в природные минералы, так и соединения, полученные в различных химических реакциях, при действии температуры и давления. Способ определения концентрации манганита лантана в смеси синтезированного порошка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617804
Дата охранного документа: 26.04.2017
25.08.2017
№217.015.c29e

Навигационный радиооптический групповой отражатель кругового действия

Навигационный радиооптический групповой отражатель кругового действия в горизонтальной плоскости представляет собой групповой радиолокационный отражатель, содержащий восемь трехгранных радиолокационных уголковых отражателей с равными треугольными гранями, шесть из которых расположены вокруг...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617799
Дата охранного документа: 26.04.2017
25.08.2017
№217.015.cded

Нулевой радиометр

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к микроволновым радиометрам, и может использоваться в дистанционном зондировании Земли, медицине, поиске радиотепловых аномалий и т.д. Заявлен нулевой радиометр, содержащий антенну, первый и второй высокочастотные переключатели,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619841
Дата охранного документа: 18.05.2017
26.08.2017
№217.015.dd08

Четырехпроводная зеркально-симметричная структура, защищающая от сверхкоротких импульсов

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для защиты радиоэлектронной аппаратуры от сверхкоротких импульсов. Устройство защиты состоит из трех в поперечном сечении одинаковых и прямоугольных проводников на диэлектрическом слое, причем первый и второй проводники...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624465
Дата охранного документа: 04.07.2017
26.08.2017
№217.015.dd5c

Устройство для определения концентрации манганитов редкоземельных элементов

Предложенное изобретение относится к устройствам для определения концентрации соединений в твердой фазе. Устройство для определения концентрации манганитов редкоземельных элементов (МРЭ) состоит из источника света - ртутной лампы, блока питания источника света, фотоприемника излучения видимой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624619
Дата охранного документа: 04.07.2017
26.08.2017
№217.015.de5b

Способ внутренней компоновки печатных плат для цепей с резервированием

Изобретение относится к конструированию печатных плат, конкретно к способам их компоновки. Технический результат - уменьшение восприимчивости резервируемой цепи к внешним кондуктивным эмиссиям и уменьшение уровня кондуктивных эмиссий от резервируемой цепи. Достигается тем, что в способе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624637
Дата охранного документа: 05.07.2017
+ добавить свой РИД