RU1778894C - Преобразователь переменного тока дл питани индуктора - Google Patents

Abstract

Использование: в качестве источника питани  дл  электротехнологических установок , а также в качестве системы управлени  бытовых индукционных плит. Сущность изобретени : устр-во содержит выпр митель на тиристорах 1,2 и Г-образный фильтр 6-8, инвертор на тиристоре 9 со встречным диодом 10. Блок управлени  13 инвертором формирует импульсы управлени  тиристором 9 в момент достижени  напр жением на его аноде заданного уровн . Детекторна  схема 15 разрешает подачу импульсов при достижении напр жени  на конденсаторе 8 заданной величины. Моменты перехода переменного напр жени  генератора 5 через нулевое значение, т.е. синхронизаци  с питающим напр жением и определение моментов подачи импульсов управлени  на тиристоры 1, 2 выполн ютс  второй детекторной схемой 17, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питани  дл  электротехнологических установок, а также в качестве системы управлени  бытовых индукционных плит.

Известен преобразователь переменно- го тока дл  питани  индуктора, содержащий инвертор с входным Г-образным фильтром, состо щим из конденсатора и дроссел , выполненный на тиристоре с встречным диодом , подключенным к упом нутому фильтру и шунтирующим последовательную цепь из коммутирующего конденсатора и индуктора , мостовой однофазный выпр митель на диодах, вход которого подключен к выходу генератора переменного напр жени , а выводы к фильтру инвертора, блок управлени 

инвертором, входами соединенный с выходом генератора переменного напр жени , выходом выпр мител  и анодом тиристора, а выходом с управл ющим электродом тиристора .

Недостатком преобразовател   вл етс  узкий диапазон регулировани  выходной мощности.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  преобразователь переменного тока дл  питани  индуктора, который и рассматриваетс  в качестве прототипа.

Прототип содержит инвертор с входным Г-образным фильтром, состо щим из конденсатора и дроссел , выполненный на тиристоре с встречным диодом, подключенном к упом нутому фильтру и

шунтирующим последовательную цепь из коммутирующего конденсатора и индукто- рэ, мостовой однофазный выпр митель на диодах, вход которого подключен к выходу генератора переменного напр жени , а выводы к фильтру инвертора, блок управлени  инвертором, входом соединенный с анодом тиристора, д выходом с первым входом выходного каскада, выход которого подключен к управл ющему электроду тиристора, а второй вход к выходу детекторной схемы, входом подключенной к точке соединени  конденсатора и дроссел  фильтра.

Недостатком прототипа  вл етс  узкий диапазон регулировани  выходной мощности .

Цель изобретени  - расширение диапазона регулировани  выходной мощности.

Указанна  цель достигаетс  тем. что в преобразователе переменного тока дл  пи- тами  индуктора, содержащем инвертор с входным Г-образным фильтром, состо щим из конденсатора и дроссел , выполненный на тиристоре с встречным диодом, подключенным к упом нутому фильтру и шунтирующим последовательную цепь из коммутирующего конденсатора и индуктора , мостовой однофазный выпр митель, вход которого подключен к выходу генератора переменного напр жени , а отрицательный вывод к фильтру инвертора, блок управлени  инвертором, входом соединенный с анодом тиристора, а выходом с первым входом выходного каскада, выход которого подключен к управл ющему электроду тиристора, а второй вход к выходу детекторной схемы, входом подключенной к точке соединени  конденсатора и дроссел  фильтра, два последовательно соединенных плеча выпр мител  выполнены на тиристорах, введены второй дроссель фильтра , подключенный одним выводом к положительному выводу выпр мител , а вторым выводом к точке соединени  конденсатора и дроссел  фильтра, блок управлени  выпр мителем , блок задани  уровн  выходной мощности и втора  детекторна  схема, подключенна  входом к выходу генератора, а выходом к первому входу блока управлени  выпр мителем, выход которого подключен к управл ющим электродам тиристоров, выход блока задани  уровн  выходной мощности соединен с вторым входом блока управлени  выпр мителем.

Докажем существенность отличительных признаков за вл емого преобразовател  переменного тока дл  питани  индуктора. Существенным отличием преобразовател   вл етс  широкий диапазон ре- гулмровани  выходной мощности.

Расширение диапазона регулировани  достигаетс  за счет фазового регулировани  выходного напр жени  выпр мител  с управл емым плечом. Диапазон регулирова5 ни  выходной мощности за вл емого преобразовател  достигает 90% от максимальной выходной мощности, что в 1.7 - 1,8 раза больше, чем в известных преобраЗбвэ- тел х аналогичного типа. Расширение диа0 пазона регулировани   вл етс  новым качеством преобразовател  переменного тока дл  питани  индуктора, обусловленным новыми элементами, св з ми и реализацией управл емого выпр мител , т.е.

5 отличительными признаками. В силу этого, отличительные признаки за вл емого преобразовател  переменного тока дл  питани  индуктора  вл ютс  существенными. На чертеже приведена схема преобра0 зовател  переменного тока дл  питани  индуктора .

Преобразователь переменного тока дл  питани  индуктора содержит мостовой однофазный выпр митель на двух тиристорах

5 1,2 и двух диодах 3, 4 вход которого подключен к выходу генератора переменного напр жени  5, а выводы к входу Т-образного фильтра, состо щего из двух дросселей 6, 7 и конденсатора 8, инвертора на тиристоре 9

0 с встречным диодом 10, шунтирующим цепь из коммутирующего конденсатора 11 и индуктора 12, блок управлени  инвертором 13, вход которого подключен к аноду тиристора инвертора, а выход к первому входу выход5 ного каскада 14, детекторную схему 15, вход которой соединен с точкой соединени  конденсатора и дроссел  фильтра, а выход с вторым входом выходного каскада, выход которого подключен к управл ющему элек0 троду тиристора инвертора, блок управлени  выпр мителем 16, выход которого соединен с управл ющими электродами тиристоров выпр мител , первый вход с выходом второй детекторной схемы 17, а второй

5 вход с выходом блока задани  уровн  выходной мощности 18. Вход второй детекторной схемы подключен к выходу генератора переменного напр жени .

Преобразователь переменного тока дл 

0 питани  индуктора работает следующим образом . Блок управлени  выпр мителем 16 формирует и подает импульсы управлени  на тиристоры 1, 2. Переменное напр жение с выхода генератора 5 преобразуетс  вы5 пр мителем в знакопосто нное напр жение , имеющее пульсацию с удвоенной частотой питающей сети. Выходное напр жение выпр мител  фильтруетс  фильтром инвертора на дроссел х 6, 7 и конденсаторе поступает на вход схемы из тиристора 9

с встречным диодом 10, шунтирующим последовательную цепь из коммутирующего конденсатора 11 и индуктора 12. Блок управлени  инвертором 13 формирует импульсы управлени  тиристором 9, которые поступают на его управл ющий электрод через выходной каскад 14. Импульсы управлени  тиристором 9 формируютс  в момент достижени  напр жением на его аноде заданного уровн . Выходной каскад 14 обес- печивает усиление импульсом управлени , При отпирании тиристора 9 коммутирующий конденсатор 11 колебательно перезар жаетс  по цепи: 11-9-12-11, Через индуктор 12 протекает импульс тока поло- жительного направлени . При спаде тока в цепи: 11-9-12-11 до нул  тиристор 9 выключаетс . Конденсатор 11 после выключени  тиристора 9 перезар жаетс  Б обратном направлении по цепи: 11-12-10-11. Через ин- дуктор 12 в интервале проводимости диодз 10 протекает сумма токов: входного (ток дроссел  7) и гока перезар да коммутирующего конденсатора 11 (ток диода 10). После спада тока диода 10 до нул  и его выключе- ни  в рабоге инвертора поступает пауза. При этом гок отрицательного направлени  через индуктор 12 поддерживаетс  за счет зар да коммутирующего конденсатора 11 входным током.

Следующий период в работе инвертора начинаетс  по окончании паузы и включени  тиристора 9.

Детекторна  схема 15 разрешает подачу импульсов управлени  на тиристор 9 в моменты достижени  напр жением на конденсаторе фильтра 8 заданной величины, что обеспечивает устойчивую работу преобразовател  при его включении в интервалах снижени  напр жени  на выходе выпр мител .

Задание уровн  выходной мощности преобразовател  осуществл етс  блоком задани  уровн  18. Регулирование выходной мощности осуществл етс  регулирова- нием выходного напр жени  выпр мител  фазовым способом. Моменты перехода пе- ременного напр жени  генератора 5 через нулевое значение, т.е. синхронизаци  с питающим напр жением и определение мо- ментов подачи импульсов управлени  на тиристоры 1, 2 выполн ютс  второй детекторной схемой 17. При этом при больших углах управлени  выпр мителем ток дроссел  6 замыкаетс  по цепи: 6-8-4-3-8, что снижает пульсации выпр мленного напр жени . Диоды 3, 4 в этом случае выполн ют роль нулевого вентил .

Выполнение фильтра инвертора по Т-образной схеме улучшает услови  фильтрации и обеспечивает расширение диапазона регулировани  при фазовом регулировании.

Блок управлени  инвертором 13. выходной каскад 14 и детекторна  схема выполн ютс  аналогично соответствующим блокам прототипа. В частности, блок управлени  13, может содержать датчик напр жени  на аноде тиристора, блок опорного напр жени , компаратор и формирователь импульса управлени . При этом в момент превышени  напр жением на выходе датчика напр - жени  на выходе блока опорного напр жени  срабатывает компаратор, В результате формирователем формируетс  импульс , который далее поступает на первый вход выходного каскада 14, Последний может быть выполнен в виде цепи из элемента И и усилител  импульсов. На один вход элемента И поступает сигнал с формировател  импульсов блока управлени  инвертором 13, а на другой (второй вход выходного каскада 14) сигнал разрешени  от детекторной схемы 15. Детекторна  схема 15 состоит из блока опорного напр жени , датчика напр жени , компаратора и формировател , При превышении напр жением на конденсаторе 8 заданного уровн  формирователь формирует сигнал разрешени  на подачу импульсов управлени  тиристором 9.

Блок управлени  выпр мителем 16 выполн етс  по любой из известных схем (од- ноканэльный или двухканальный принцип). Блок управлени  выпр мителем (однока- налыта  система) состоит из фззосмещаю- щего устройства, формировател  импульсов и усилител . Формирование импульсов управлени  производитс  в момент сравнени  пилообразного напр жени  фазосмещаю- щего устройства и посто нного напр жени  с выхода блока задани  уровн  выходной мощности 18, Фаза импульса управлени  регулируетс  путем изменени  величины посто нного напр жени  на выходе блока задани  уровн  выходной мощности

Втора  детекторна  схема 17 выполн етс  в виде нуль-орга-ta (или системы двух нуль-органов дл  двухканального блока). Сигнал ьторой детекторной схемы 17 обеспечивает запуск генератора пилообразного напр жени  фазосмещающего устройства блока управлени  выпр мителем 16.

Блок задани  уровн  выходной мощности 18 представл ет собой источник регулируемого опорного напр жени .

При одноканальном управлении выпр мителем импульсы управлени  подаютс  одновременно на оба тиристора 1, 2. Включаетс  тот тиристор, на аноде которого в данный момент напр жение  вл етс  положительным .

По сравнению с прототипом за вл емый преобразователь переменного тока дл  питани  индуктора имеет в 1,7-1,8 раза больший диапазон регулировани  выходной мощности. Регулирование в прототипе осуществл етс  частотным способом. При частотном регулировании диапазон изменени  выходной частоты ограничиваетс  переходом в область звуковых частот и требовани ми госстандарта. В результате обший диапазон регулировани  в прототипе не превышает 50% от максимальной выходной мощности. В за вл емом преобразователе за счет регулировани  выходного напр жени  выпр мител  диапа- зон регулировани  может быть увеличен до 90% от максимальной выходной мощности,

По сравнению с прототипом снижаютс  весогабаритные показатели преобразовател  и повышаетс  надежность его работы за счет улучшени  характеристик фильтра инвертора при переходе от Г-образной к Т-образной схеме,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь переменного тока дл  питани  индуктора, содержащий инвертор с входным Г-образным фильтром, состо  щим из конденсатора и дроссел , выполненный на тиристоре со встречным диодом, подклю- ченным к упом нутому фильтру и шунтирующим последовательную цепь из

   коммутирующего конденсатора и индуктора мостовой однофазный выпр митель, вход которого подключен к выходу генератора переменного напр жени , а отрицательный вывод - к фильтру инвертора, блок управлени  инвертором, входом соединенный с анодом тиристора, а выходом - с первым входом выходного каскада, выход которого подключен к управл ющему электроду тиристора , а второй вход соединен с выходом детекторной схемы, входом подключенной к точке соединени  конденсатора и дроссел  фильтра, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона регулировани  выходной мощности , два последовательно соединенных плеча выпр мител  выполнены на тиристорах, введены второй дроссель фильтра, подключенной одним выводом к положительному выводу выпр мител , а вторым выводом - к общей точке соединени  конденсатора и дроссел  фильтра, блок управлени  выпр мителем , блок задани  уровн  выходной мощности и второй детекторной схемой, подключенной к выходу генератора, выход второй детекторной схемы соединен с первым входом блока управлени  выпр мителем , выход которого подключен к управл ющим электродам тиристоров, выход блока задани  уровн  выходной мощности соединен с вторым входом блока управлени  выпр мителем.