Трансформаторы для утроения и удвоения частоты.
Для питания устройства автоматики, телемеханики вычислительной и измерительyой техники часто необходимо переменный ток с частотой сети преобразовать в переменный той двойной или тройной частоты.
Рассмотрим принцип действия утроения частоты, состоящего из трех одинаковых однофазных трансформаторов с ферромагнитными сердечниками (групповой трансформатор).
Первичные обмотки трансформаторов соединены звездой, а вторичные - открытым треугольником., рис. 68.
|
|
|
Рис. 68
Как известно, при холостом ходе однофазного трансформатора за счет насыщения магнитной системы, в области максимального потока при синусоидальном потоке, ток
холостого ходе резко несинусоидальный
при разложении несинусоидальной кривой тока в гармонический ряд получим первую и высшие гармоники тока. Но так как кривая тока симметрична относительно оси абсцисс, то в кривой тока четные гармоники будут отсутствовать. Третья гармоника буде иметь наибольшую амплитуду, а все нечетные гармоники более высокого порядка будут иметь меньшую амплитуду, рис. 69.
Рис. 69
При холостом ходе трехфазного группового трансформатора токи третьей гармоники одинаковы по величине и направлены в одну сторону, т.е. совпадают по фазе (рис. 70),
поэтому в первичных обмотках, соединенных в звезду (рис.), а это приведет к тому, что поток будет не синусоидальным, рис. 71.
В кривой потока появиться поток третьей гармоники совпадающий по фазе во всех фазах, который наведет в открытом треугольнике в каждой фазе ЭДС тройной частоты так же совпадающих по фазе (рис.), поэтому на выходе открытого треугольника получаем тройную частоту и сумму ЭДС в каждой фазе тройной частоты
Рис. 70
В открытом треугольнике сумма ЭДС от первой гармоники будет равна нулю, так как ЭДС в фазах
сдвинуты во времени на .
Рис. 71.
ЭДС высших гармоник (9-ой, 15-ой) и других нечетных гармоник (кратных трем), как правило, слабы и мало искажают синусоидальную форму выходного напряжения устроенной частоты. Конденсатор С, улучшает форму кривой выходного напряжения.
Рис. 71