CS218502B1 - Zapojení pro omezení proudu střídace v závislostí na kmitočtu - Google Patents

Description

Předmětem vynálezu je zapojení pro omezení proudu střídače v závislosti na kmitočtu statického měniče určené zejména pro indukční ohřevy,

V současné době používané měniče kmitočtu pro indukční ohřev jsou nejčastěji koncipovány jako proudové střídace zatížené topným rezonančním obvodem, napájené přes vyhlazovací tlumivku z řízeného usměrňovače. Určujícími omezujícími faktory maximálního dosažitelného výkonu měniče jsou napěťová třída tyristorů střídace a proudová zatížitelnost tyristorů střídače při daném pracovním kmitočtu. Protože při proudovém přetížení tyristorů střídače dochází k selhání funkce střídače — tzv. proboření — je nutno omezit maximální proud střídače na hodnotu nižší, než je hodnota proudové zatížitelnosti. Je známo, že proudová zatížitelnost současných tyristorů výrazně závisí na pracovním kmitočtu, se vzrůstajícím kmitočtem zatížitelnost klesá. Rozsah pracovních kmitočtů bývá dosti široký, například poměr minimálního k maximálnímu kmitočtu může být 1:2. Současná známá řešení omezují maximální proud střídače na stálou hodnotu odpovídající proudové zatížitelnosti při maximálním kmitočtu střídače. To však má za následek proudové nevyužití tyristorů na nižších kmi2 toč těch pracovního· pásma a tedy zbytečné snížení dosažitelného výkonu.

Tuto nevýhodu známých řešení odstraňuje převážnou měrou zapojení podle vynálezu pro omezení proudu střídače v závislosti na kmitočtu, sestávající z převodníku „kmitočet-napětí“ modelujícího kmitočtovou závislost proudové zatížitelnosti tyristorů, operačního zesilovače, zpětnovazební impedance a diody, kde podstatou vynálezu je, že vstup zapojení, který je současně vstupem převodníku „kmitočet-napětí“ modelujícího kmitočtovou závislost proudové zatížitelnosti tyristorů, je připojen na výstup řídicích obvodů střídače impulsního' signálu o konstantní šířce impulsů a 0^{1 * * * V} kmitočtu rovném pracovnímu kmitočtu střídače, přičemž výstup převodníku „kmitočet-napětí“ je spojen s invertujícím vstupem operačního zesilovače, který je přes zpětnovazební impedanci spojen s výstupem operačního zesilovače spojeného přes diodu a sčítací odpor se vstupem regulátoru napětí střídače, přičemž neinvertující vstup operačního zesilovače je připojen ke vstupu žádané 'hodnoty regulátoru proudu střídače.

Hlavní přínos zapojení podle vynálezu spočívá v tom, že umožňuje optimálně využít použité tyriatory střídače v celém kmitočtovém pásmu měniče. Zvyšování dosaži218502

218 telného výkonu s klesajícím kmitočtem se děje automaticky. To- umožňuje širší uplatnění daného typu měniče bez potřeby přestavování proudového omezení obsluhou.

Příklad zapojení podle vynálezu s návazností na řídicí a regulační obvody měniče je znázorněn na připojeném výkrese.

Zapojení pro omezení proudu střídače v závislosti na kmitočtu, sestávající z převodníku 1 „kmitočet-napětí“, modelujícího kmitočtovou závislost proudové zatížitelnosti tyristorů, operačního zesilovače 2, zpětnovazební impedance 3 a diody 4, je podle vynálezu proveden tak, že vstup 5 zapojení, který je současně vstupem převodníku 1 „kmitočet-napětí“ modelujícího kmitočtovou závislost proudové zatížitelnosti tyristorů, je připojen na výstup řídicích obvodů ROS střídače impulsního signálu o konstantní šířce impulsů a o kmitočtu rovném pracovnímu kmitočtu střídače, přičemž výstup 6 převodníku 1 „kmitočet-napětí“ je spojen s invertujícím vstupem operačního zesilovače 2, který je přes zpětnovazební impedanci 3 spojen s výstupem operačního zesilovače 2, spojeného přes. diodu 4 a sčítací odpor .se vstupem regulátoru RN napětí střídače, přičemž neinvertující vstup -operačního zesilovače 2 je připojen ke vstupu žádané hodnoty regulátoru RS proudu střídače,

Zapojení podle vynálezu pracuje v návaznosti na řídicí a regulační obvody měniče takto: Převodník 1 „kmitočet-napětí“ modelující kmitočtovou závislost proudové za02 tížitelnosti tyristorů střídače převádí impulsní signál o konstantní šířce impulsů a kmitočtu rovném pracovnímu kmitočtu střídače na stejnosměrné napětí i maximální, přičemž hodnota je přímo úměrná proudové zatížitelnosti tyristorů střídače na daném kmitočtu. Napětí imax je v -operačním zesilovači 2, pracujícím jako komparátor, porovnáváno s napěťovým signálem isoll žádané hodnoty proudu. Pokud je isoll imax, je na výstupu operačního zesilovače 2 záporné napětí, dioda 4 je zavřena a obvod se neuplatňuje. Jakmile však nastane isoll imax; změní se polarita výstupního napětí operačního- zesilovače 2, dioda 4 se otevírá a do vstupu regulátoru RN napětí protéká přes příslušný sčítací odpor proud ve smyslu snížení výstupního napětí regulátoru RN napětí tj. hodnoty isoll. Zvolíme-li jako zpětnovazební impedanci 3 kondenzátor, dojde k ustálení ve stavu isoll imax. V případě ohmické zpětnovazební impedance 3 bude zapojení pracovat s trvalou odchylkou mezi isoll a imax. Popsaným mechanismem dochází tedy k omezení žádané hodnoty isoll a tedy i skutečné hodnoty proudu na hodnotě, kterou určuje podle okamžitého pracovního kmitočtu převodník 1 „kmitočet-napětí“ modelující kmitočtovou závislost proudové zatížitelnosti tyristorů střídače.

Zapojení je vhodné pro použití zejména v tyristorových měničích kmitočtu pro indukční ohřev a tavbu, s širším kmitočtovým pásmem a s výraznou závislostí proudové zatížitelnosti tyristorů střídače na kmitočtu.

Claims (1)

1. Zapojení pro omezení proudu střídače v závislosti na kmitočtu, sestávající z převodníku „kmitočet-napětí“ modelujícího kmitočtovou závislost proudové zatížitelnosti tyristorů, operačního zesilovače, zpětnovazební impedance a diody, vyznačující se tím, že vstup (5) zapojení, který je současně vstupem převodníku (1) „kmitočet-napětí“ modelujícího kmitočtovou závislost proudové zatížitelnosti tyristorů, je připojen na výstup řídicích obvodů (ŘOS) střídače impulsního signálu o konstantní šířce impulsů a

   VYNÁLEZU o kmitočtu rovném pracovnímu kmitočtu střídače, přičemž výstup (6) převodníku (1] „kmitočet-napětí“ je spojen s invertujícím vstupem operačního zesilovače (2), který je přes zpětnovazební impedanci (3) spojen s výstupem operačního zesilovače (2) spojeného přes diodu (4) a sčítací odpor se vstupem regulátoru (RN) napětí střídače, přičemž neinvertující vstup operačního zesilovače (2) je připojen ke vstupu žádané hodnoty regulátoru (RF) proudu střídače.