DD206865A1

DD206865A1 - ARRANGEMENT FOR IMPROVING THE STARTING BEHAVIOR OF SWINGING CHANGE CHANGERS

Info

Publication number: DD206865A1
Application number: DD23643281A
Authority: DD
Inventors: Rainer Schuhmann
Original assignee: Steremat H Schlimme Veb
Priority date: 1981-12-30
Filing date: 1981-12-30
Publication date: 1984-02-08

Abstract

DIE ERFINDUNG BEZIEHT SICH AUF EIN BESSERES STARTVERHALTEN VON SCHWINGKREISWECHSELRICHTERN FUER DIE INDUKTIONSERWAERMUNG. BEI DEN DERZEITIGEN UEBLICHEN ANSTEUERVERFAHREN IST DER MANGEL ZU VERZEICHNEN, DASS DIE DAEMPFUNG UND DIE EIGENFREQUENZ DES LASTKREISES ZUM STARTZEITPUNKT NICHT HINREICHEND BEKANNT SIND UND BEI DER AUSWAHL OPTIMALER STARTBEDINGUNGEN UNBERUECKSICHTIGT BLEIBEN. DIE ERFINDUNG SIEHT EINEN WECHSELRICHTER VOR, BESTEHEND AUS EINER GLEICHSTROMGESPEISTEN BRUECKENSCHALTUNG MIT IN DEN BRUECKENZWEIGEN ANGEORDNETEN STEUERBAREN HALBLEITERBAUELEMENTEN UND AN DEN LASTPUNKTEN DER BRUECKEN ANGESCHALTETEN LASTWIDERSTAND, DER ZU EINEM SCHWINGKREIS ERGAENZT IST. ERFINDUNGSGEMAESS WIRD DURCH EIN ANREGEN DES LASTKREISES VOR DEM EIGENDLICHEN STARTVORGANG OHNE STEUERIMPULS FUER DIE IN DEM BRUECKENZWEIG ANGEORDNETEN HALBLEITERBAUELEMENTE, DIE EIGENFREQUENZ UND DIE DAEMPFUNGSVERHAELTNISSE MIT DEM ZIEL ERMITTELT WERDEN, OPTIMALE STARTBEDINGUNGEN FREIZULEGEN.THE INVENTION RELATED TO A BETTER STARTING BEHAVIOR OF SWINGING CHANGE CHANGERS FOR INDUCTION ADVANCEMENT. THE CURRENT USEFUL PROCEDURE SHOULD CONSTITUTE THE ABSENCE THAT THE DAMAGE AND THEIR OWN FREQUENCY OF THE LOAD CIRCUIT ARE NOT SUFFICIENTLY KNOWN AT THE STARTING TIME AND THAT THEY HAVE BEEN UNINFORCED IN THE SELECTION OF OPTIMUM STARTING CONDITIONS. THE INVENTION PROVIDES FOR AN INVERTER CONSISTING OF A DC-CONNECTED BRIDGE CIRCUIT WITH CONTROLLABLE SEMICONDUCTOR ELEMENTS ARRANGED IN THE BRUCE-BASED ELEMENTS AND LOAD RESISTANCE SWITCHED ON THE LOAD POINTS OF THE BRIDGES SUPPLIED TO A VIBRATION CIRCUIT. IN ACCORDANCE WITH THE INVENTION, THE OPERATION OF THE LOAD CIRCUIT BEFORE THE INITIAL STARTING PROCEDURE WITHOUT A CONTROL PULSE FOR THE SEMICONDUCTOR ELEMENTS ARRANGED IN THE BRIDGE BRANCH, THEIR OWN FREQUENCY AND THE RESTRICTIONS TO TARGET AIM IS TO ENSURE OPTIMUM STARTING CONDITIONS.

Description

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Titel der ErfindungTitle of the invention

Anordnung zur Verbesserung des Start-Verhaltens von Schwingkreiswechs elricht ernArrangement for improving the start-up behavior of resonant circuit changing elements

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung des Startverhaltens von Schwingkreiswechselrichtern für Induktionserwärmung. Derartige Wechselrichter werden z. B. in Porm der lastgelöschten Wechselrichter mit einem Parallelschwingkreis als Lastwiderstand im Bereich der induktiven Erwärmung angewendet.The invention relates to a method for improving the starting behavior of resonant circuit inverters for induction heating. Such inverters are z. B. in Porm the load-extinguished inverter with a parallel resonant circuit used as a load resistance in the field of inductive heating.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Die Möglichkeit der sofortigen Inbetriebsetzung eines Umrichters ist als energetischer und technologischer Vorteil zu werten. Ihm wirkt jedoch das relativ schlechte Startverhalten entgegen. Es ist bekannt, daß neben den im allgemeinen als konstant betrachteten Bauelementen des Wechselrichters, wie z. B. die Größe der G-leichstromzwischenkreisinduktivität und die Kommutierungsinduktivitäten, vor allem die Kenntnis der veränderbaren Größen, dazu gehören u. a. die Voraufladespannung des Startkondensators, der Vorstromwert sowie die Wechselrichtereingangsspannung, von wesentlichem Interesse sind.The possibility of immediate commissioning of an inverter is to be seen as an energetic and technological advantage. However, it is counteracted by the relatively poor starting behavior. It is known that in addition to the generally considered as constant components of the inverter, such. B. the size of the G-Leichstromzwischenkreisinduktivität and the Kommutierungsinduktivitäten, especially the knowledge of the variable sizes, these include the pre-charge voltage of the starting capacitor, the bias current value and the inverter input voltage, are of significant interest.

Bei den verschiedenen Startverfahren führt die Reaktion des Lastschwingkreises zu einem Anschwingen oder zu einemIn the various starting methods, the response of the load circuit leads to a rocking or to a

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Startversagen, was durch, ein Unterschreiten der benötigten Freihältezeit (ζ. 3. beim Einsatz von Halbleiterschaltern in den Brückenzweigen) oder durch ein Mißlingen der Kommutierung hervorgerufen wird.Start failure, which is caused by, falling below the required free-hold time (ζ 3. when using semiconductor switches in the bridge arms) or by a failure of the commutation.

Gegenwärtig ausgeführte Ansteuerverfahren leiden unter dem Mangel, daß die Dämpfung und die Eigenfrequenz des Lastkreises zum StartZeitpunkt nicht hinreichend bekannt sind und so nicht bei der Auswahl optimaler Startbedingungen berücksichtigt werden können. Gründe hierfür liegen in der Hichtkonstanz dieser Größen.Presently implemented driving methods suffer from the defect that the damping and the natural frequency of the load circuit are not sufficiently known at the start time and thus can not be taken into account in the selection of optimum starting conditions. Reasons for this lie in the Hichtkonstanz of these sizes.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, bestimmte Informationen in den Startvorgang einaubeaiehen, daß bei unterschiedlichsten Last- - bedingungen ein sicherer Anlauf der Anlage erreicht wird.The aim of the invention is to incorporate certain information in the starting process that under different load - conditions a safe start-up of the system is achieved.

Darlegung des T/esens der ErfindungExplanation of the invention

Zur Lösung der Aufgabe wird ein neuartiges Startregime vorgeschlagen, das eine Berücksichtigung der Dämpfung und der Eigenfrequenz erlaubt. Erfindungsgemäß wird dazu ein Wechselrichter vorgeschlagen, der gekennzeichnet ist durch eine gleichstromgespeiste Brückenschaltung mit in den Brückenzweigen angeordneten, steuerbaren Halbleiterbauelementen, einen an den Lastpunkten der Brücke angeschalteten Lastwiderstand, der zu einem Schwingkreis ergänzt ist, eine Sinspeisevorrichtung zum Anregen des Lastkreises, eine Signalvorrichtung, zur Erfassung der ITulldurchgänge und Amplitudenwerte der Lastspannung und daß durch Anregen des Lastkreises vor dem eigentlichen Startvorgang ohne Steuerimpuls für die in dem Brückenzweig angeordneten Halbleiterbauelemente die Eigenfrequenz und die Dämpfungsverhältnisse mit dem Ziel, die optimalen Startbedingungen festzulegen, ermittelbar sind. Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß durch eine "Meßschwingung" oder einen "Probestart" der Lastkreis zum Zweck der Ermittlung der Eigenfrequenz und Dämpfung angeregt wird, wobei die in den Brückenzweigen angeordneten Halbleiterbauelemente keinen Steuerimpuls erhal-To solve the problem, a novel start-up regime is proposed which allows consideration of the damping and the natural frequency. According to the invention, an inverter is proposed for this purpose, which is characterized by a DC-powered bridge circuit with controllable semiconductor components arranged in the bridge branches, a load resistor connected to the load points of the bridge, which is supplemented to a resonant circuit, a feeding device for exciting the load circuit, a signal device for Detecting the ITulldurchgänge and amplitude values of the load voltage and that by exciting the load circuit before the actual startup without control pulse for arranged in the bridge branch semiconductor devices, the natural frequency and the damping ratios with the aim to set the optimal starting conditions, can be determined. The invention is based on the consideration that the load circuit is excited by a "measuring oscillation" or a "test mode" for the purpose of determining the natural frequency and damping, whereby the semiconductor components arranged in the bridge branches receive no control pulse.

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ten. Anhand der ermittelten Ergebnisse können die für den eigentlichen Startvorgang optimalen Anlaufbedingungen ausge- . wählt werden.Based on the determined results, the optimal start-up conditions for the actual starting process can be selected. be chosen.

Das erfindungsgemäße Startverfahren erlaubt die sichere Inbetriebnahme von Schwingkreiswechselrichtern mit besonders stark veränderlichen Lastparametern. Ein wesentlicher Mangel, das schlechte Startverhalten derartiger Anlagen, kann dadurch beseitigt werden.The starting method according to the invention allows the safe startup of resonant circuit inverters with particularly strongly variable load parameters. A major defect, the poor starting behavior of such systems, can be eliminated.

Ausführungsbeispie1Ausführungsbeispie1

Die Erfindung soll nachstehend in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert werden.The invention will be explained below in an embodiment with reference to the drawing.

Ein Übersichtsschaltbild eines Umrichters zeigt den für die Erfindung bevorzugten Wechselrichter. RST bezeichnen die Stränge, die über eine Drehstrombrückenschaltung aus steuerbaren Halbleiterbauelementen 1, beispielsweise Thyristoren, an ein Gleichstromnetz 2 mit einer eingeschalteten Glättungsinduktivität 3 angeschlossen, sind. Die Stromstärke im Hetz 2 kann durch Phasenanschnittsteuerung der Thyristoren 1 mittels eines Steuergerätes 8 vorgegeben werden. Der an den Lastpunkten 5 und 7 angeschlossene ohmschinduktive Lastwiderstand 9 kann z. B. die Heizwicklung eines Induktionsofens sein. Durch einen paralle!geschalteten Kondensator 10 wird die Last derart kompensiert, daß die Belastung insgesamt kapazitiv ist. Die in den Brückenzweigen 4-5, 4-7, 5-6 und 6-7 angeordneten Thyristoren 17 sind über die Steuerelektrode mit dem Steuergerät 11 verbunden.An overview circuit diagram of an inverter shows the inverter preferred for the invention. RST designate the strings which are connected via a three-phase bridge circuit of controllable semiconductor components 1, for example thyristors, to a DC network 2 with a smoothing inductance 3 switched on. The current in Hetz 2 can be specified by phase control of the thyristors 1 by means of a control unit 8. The connected to the load points 5 and 7 ohmschinduktive load resistor 9 may, for. B. be the heating coil of an induction furnace. By a parallel connected capacitor 10, the load is compensated such that the load is capacitive as a whole. The arranged in the bridge branches 4-5, 4-7, 5-6 and 6-7 thyristors 17 are connected via the control electrode to the controller 11.

Mit Hilfe einer Starteinrichtung 12, 13» 14 und 15 kann dem Lastkreis Energie zugeführt werden· Es entsteht an den Lastpunkten 5 und 7 eine gedämpfte Schwingung, die durch eine Auswert eschaltung 16 zur Ermittlung der Eigenfrequenz und Dämpfung benutzt wird. Anhand dieser Ergebnisse lassen sich für den eigentlichen Startvorgang optimale Anlaufbedingungen auswählen.With the help of a starting device 12, 13 »14 and 15 can be supplied to the load circuit energy · It creates at the load points 5 and 7, a damped oscillation, which is used by an evaluation circuit 16 to determine the natural frequency and damping. Based on these results, optimal starting conditions can be selected for the actual starting process.

Claims

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Srfindungsanspruch

Arrangement for improving the starting behavior of resonant circuit inverters using a Y inverter, characterized by

a DC-powered bridge circuit with controllable semiconductor components arranged in the bridge branches,

- a turned-on to the load points of the bridge load resistance, which is supplemented zn an oscillating circuit,

a feeding device for exciting the load circuit,

- A signal device for detecting the Hulldurchgänge and amplitude values of the load voltage and that by exciting the load circuit before the actual startup without control pulses for arranged in the bridge branch semiconductor devices, the natural frequency and the damping ratios with the aim to set the optimal starting conditions, can be determined.

For this 1 sheet drawing