CS232507B1 - Zapojení pro zvětšení předstihu při startu proudového střídače - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zapojení pro zvětšení předstihu při startu proudového střídaěe a řeší problém rozdílných požadavků na předstih střídače ve fázi rozběhu a ve fázi trvalého pracovního chodu. Účelu se dosahuje tak, že v zapojení sestávajícím z obvodu fázového řízení střídače, převodníku středofrekvenčního napětí střídače, generátoru lineárně klesajícího stejnosměrného napětí a komparátoru napětí je výstup převodníku středofrekvenčního napětí střídače připojen na první vstup komparátoru napětí, na jehož druhý vstup je připojen výstup generátoru lineárně h. klesajícího stejnosměrného napětí, jehož vstup je připojen na výstup synchronizace startu zapínací logiky střídače, přičemž výstup komparátoru napětí je připojen na intervenční vstup obvodu fázového řízení střídače. Zapojení podle vynálezu je vhodné pro použití v měničích kmitočtu pro indukční ohřev používajících střídače v zapojení invertoru proudu s paralelním rezonančním zatěžovacim obvodem.

Description

Vynález se týká zapojení pro zvětšení předstihu při startu proudového střidače, které je vhodné zejména pro měniče kmitočtu pro indukční ohřev a tavbu. Start proudového střidače v jednorázovém můstkovém zapojení zatíženého paralelním rezonančním obvodem se zpravidla provádí vybitím startovacího kondenzátoru do rezonančního obvodu zátěže. Na takto vyvolané kmity naváže přepínací diagonál střidače, a tím napájení střidače proudem z usměrňovače přes vyhlazovací tlumivku meziobvodu.

Zapínaoí impulsy pro tyristory střidače jsou generovány o obvodech fázového řízení na základě zpětnovazebného signálu odvozeného z výstupního napětí střidače. Při řízeni střidače je přirozeně výhodné udržovat co nejvyšší dčiník střidače. Očiník střidače je určen úhlem předstihu zapínacich impulsů tyristorů vůči průchodům výstupního napětí střídače nulou a úhlem komutace střidače. Limitujícím parametrem při zvyšování účiníku střídače je vypínací doba t tyristorů střidače.

Doba přítomnosti záporného napětí na tyristorech střidače, která je nazývána dobou zavření t_z, musí být s rezervou větší než vypínací doba t použitých tyristorů. V praxi se volí t_z = 1,2 až 1,5 t^. Doba zavření t_z je určena dobou předstihu tp zapínacich impulsů oproti průchodům výstupního napětí střidače nulou a dobou komutace t^ tyristorů diagonál střidače. Platí t_z = t - t^. Doba komutace je nepřímo úměrná napětí při kterém jsou tyristory zapínány a přímo úměrná komutovanému proudu. To znamená, že při malých napětích, která se vyskytují na tyristorech střidače zejména při startu do zátěží s nízkou jakostí a nízkou impedancí se komutační doba značně prodlouží.

Je-li zvolena optimální doba předstihu t pro pracovní rozsah napětí, která jsou vyšší než napětí při startu, může dojít následkem prodlouženi doby komutace při startu ke zkrácení doby zavření t„ pod hodnotu vypínací doby t , a tím k tak zvanému prohoření z q střidače. Předejít tomuto selhání funkce střidače tedy lze zvětšením doby předstihu tp na takovou hodnotu, která zajistí i po odečtení nejdelší doby komutace t_k, vyskytující se při startu, potřebnou dobu zavřeni t_z pro regeneraci blokovací schopnosti tyristorů.

Takto zvolená doba tp však nemůže být optimální z hlediska trvalého chodu. Prakticky to znamená, že je třeba volit kompromisní nastavení doby předstihu t z hlediska schopnosti startu a z hlediska trvalého chodu střidače. Nevýhodou vyplývající ž popsaného rozporu odstraňůje zapojení podle vynálezu pro zvětšení předstihu při startu proudového střidače, sestávající z obvodu fázového řízení střidače, převodníku středofrekvenčního napětí střidače, generátoru lineárně klesajícího stejnosměrného napětí a komparétoru napětí, kde podstata vynálezu spočívá v tom, že výstup převodníku středofrekvenčního napětí střidače je připojen na první vstup komparétoru napětí, na jehož druhý vstup je připojen výstup generátoru lineárně klesajícího stejnosměrného nepětí, jehož vstup je připojen na výstup synchronizace startu zapinací logiky střidače, přičemž výstup komparétoru napětí je připojen na intervenční vstup obvodu fázového řízení střidače.

Hlavní výhodnou vlastností zapojeni podle vynálezu je možnost optimalizovat nastaveni předstihu nezávisle, jak z hlediska požadavku nejvyššího účiníku střidače při trvalém pracovním chodu, tak z hlediska požadavku na spolehlivost startu. V důsledku tato vlastnost rozšiřuje škálu možných impedancí a tlumeni rezonančního obvodu zátěže ve směru k nízkým impedancím a velkým tlumením, při současném zajištění dobrého vytížení střidače v trvalém chodu. Zapojeni umožňuje volit větší předstih pro start, který přechází na menší předstih pro fázi trvalého chodu.

K přechodu,,jehož počátek je odvozen od náběhu napětí střidače, dochází po vytvoření podmínek pro spolehlivý chod střidače s menším předstihem. Doba chodu s větším předstihem je závislá na impedanci a tlumení rezonančního obvodu, při zmenšování impedance a zvětšování tlumení se prodlužuje. Příklad zapojení podle vynálezu v návaznosti na spolupracující obvody je uveden na přiloženém výkresu.

Zapojení podle vynálezu pro zvětšení předstihu při startu proudového střídače, sestávající u obvodu £ fázového řízení střídače, převodníku 2 středofrekvenčního napětí střídače, generátoru £ lineárně klesajícího stejnosměrného napětí a komparátoru £ napětí, je provedeno tak, že výstup převodníku 2 středofrekvenčního napětí střídače je připojen na první vstup ££ komparétoru £ napětí, na jehož druhý vstup 42 je připojen výstup generátoru 2 lineárně klesajícího^stejnosměrného napětí, jehož vstup je připojen na výstup 52 synchronizace startu zapínací logiky £ střídače, přičemž výstup komparátoru £ napětí je připojen na intervenční vstup 12 obvodu £ fázového řízení střídače.

Výstup 51 startovacího impulsu zapínací logiky £ střídače je připojen na startovací vstup 13 obvodu £ fázového řízeni střídače a na zapínací vstup startovacího obvodu 8, který je připojen na vstup střídače £. Vstup střídače £ je přes meziobvodovou tlumivku £ připojen na výstup usměrňovače 6. K výstupu střídače £, ke kterému je připojen zatěžovací rezonanční obvod 10. je rovněž připojen vstup převodníku·2 středofrekvenčního napětí a současně synchronizační vstup 11 obvodu £ fázového řízení střídače.

Funkce zapojení podle vynálezu je popsána v návaznosti na spolupracující obvody. Zapojení pracuje takto: Před startem střídače £ je jeho výstupní napětí u9 - 0.

Pro výstupní napětí u2 převodníku 2 platí rovněž u2 = O. Pro výstupní napětí íj£ generátoru £ lineárně klesajícího stejnosměrného napětí platí u3 = u3 max., kde u3 max. je počáteční hodnota, ze které se může snižovat. Platí tedy u3 je větší než u2. Komparátor £, který porovnává u3 a u2 je za této situace v klidovém stavu a neovlivňuje svým výstupním signálem obvod £ fázového řízení.

V okamžiku startu střídače £, který je určen zapínací logikou £, je startovacím impulsem z výstupu 51 zapnut tyristor startovacího obvodu 8 a zprostředkovaně pres obvod £ fázového řízení jsou zapnuty tyristory jedné diagonály střídače £. Kondenzátor startovacího obvodu 8 se přes zapnuté tyristory vybije čo zatěžovacího rezonančního obvodu 10.

Na základě středofrekvenčního napětí u9 vyvolaných tlumených kmitů na rezonančním obvodu generuje obvod £ fázového řízení zapínací impulsy pro tyristory střídače £, přičemž je střídač £ napájen stejnosměrným vyfiltrovaným proudem přes meziobvodovou tlumivku £ z usměrňovače 6.

Rychlost nárůstu středofrekvenčního napětí u9 je dána impedancí zatěžovacího rezonančního obvodu £0 a meziobvodové tlumivky £. Předstih zapínacích impulsů tyristorů střídače £ se volí tak velký, aby spolehlivě zajistil komutaci tyristorů v období malého středofrekvenčního napětí u9 při rozběhu střídače £. Současně se startovacím impulsem je synchronizačním signálem z výstupu 52 zapínací logiky £ střídače spuštěn generátor £ lineárně klesajícího stejnosměrného napětí u3.

Narůstající středofrekvenční napětí u9 z výstupu střídače £ je převodníkem 2 lineárně převáděno na stejnosměrné napětí u2. Rozdíl mezi napětím u3 a u2 na vstupech komparátoru £ se tedy po startu střídače zmenšuje. Jakmile nastane stav u3 je větší nebo rovno u2 překlopí komparátor £. Signálem ze svého výstupu způsobí prostřednictvím intervenčního vstupu £2 změnu řídícího napětí v obvodu £ fázového řízení ve smyslu zmenšení předstihu zapínacích impulsů tyristorů střídače £. Řízení střídače £ tak přechází do provozního režimu, kdy je účelné, aby účiník střídače £ byl co nejvyšší, což vyžaduje co nejmeněí předstih.

Jak z uvedeného vyplývá, je možno dobu chodu se zvětšeným předstihem ovlivnit nastavením počáteční úrovně u3 max. a rychlostí poklesu u3. Při daném nastavení je pak okamžik přechodu na menší předstih určen rychlostí náběhu výstupního napětí u9 střídače £. Se zpomalením náběhu napětí u9 se doba chodu se zvětšeným předstihem prodlužuje.

Zapojení podle vynálezu je vhodné pro použití v měničích kmitočtu pro indukční ohřev používajících stridače v zapojení invertoru proudu s paralelním rezonančním zatěžovacim obvodem, zejména v těch případech, kde se předpokládá široký rozsah parametrů zatšžovacího obvodu.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojeni pro zvětšeni předstihu při startu proudového střídače, sestávající z obvodu fázového řízení stridače, převodníku středofrekvenčního napětí střídače, generátoru lineárně klesajícího stejnosměrného napětí a komparátoru napětí, vyznačující se tím, že výstup převodníku (2) středofrekvenčního napětí střídače je připojen na první vstup (41) komparétoru (4) napětí, na jehož druhý vstup (42) je připojen výstup generátoru (3) lineárně klesajícího stejnosměrného napětí, jehož vstup je připojen na výstup (52) synchronizace startu zapínaci logiky (5) střídače, přičemž výstup komparátoru (4) napětí je připojen na intervenční vstup (12) obvodu (1) fázového řízení střídače.