RU2020711C1

RU2020711C1 - Frequency changer control process

Info

Publication number: RU2020711C1
Authority: RU
Inventors: Е.М. Силкин; Г.В. Мизин; А.И. Пахалин; С.Ф. Трифонов; В.Н. Силкина
Original assignee: Силкин Евгений Михайлович; Мизин Геннадий Васильевич; Пахалин Анатолий Иванович; Трифонов Сергей Федорович; Силкина Валентина Николаевна
Priority date: 1992-01-23
Filing date: 1992-01-23
Publication date: 1994-09-30

Abstract

FIELD: transistorized power supplies for induction heating units. SUBSTANCE: control device has single-phase rectifier and inverter built around transistor. Control pulses coming to transistors are modulated by voltage varying as function of rectifier output voltage envelope. EFFECT: facilitated procedure of control. 2 dwg

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в транзисторах источника питания для установок индукционного нагрева. The invention relates to a conversion technique and can be used in transistors of a power source for induction heating installations.

Известен способ управления транзисторами преобразователя частоты, содержащего однофазный выпрямитель и транзисторный инвертор [1], заключающийся в формировании и подаче импульсов управления на транзисторы инвертора, измерении напряжения на конденсаторе фильтра выпрямителя и снятии импульсов управления при снижении напряжения на конденсаторе фильтра ниже заданного уровня. A known method of controlling transistors of a frequency converter containing a single-phase rectifier and a transistor inverter [1], which consists in the formation and supply of control pulses to the inverter transistors, measuring the voltage across the rectifier filter capacitor and removing control pulses when the voltage across the filter capacitor drops below a predetermined level.

Недостатком способа управления является снижение КПД преобразователя за счет исключения интервалов непроводящего состояния транзистора в периоде переменного напряжения питания и повышенной загрузки транзистора по этой причине на интервалах проводимости. The disadvantage of the control method is to reduce the efficiency of the converter by eliminating the intervals of the non-conductive state of the transistor in the period of alternating voltage and increased load of the transistor for this reason at conduction intervals.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ управления транзисторами преобразователя частоты, содержащего однофазный выпрямитель и транзисторный инвертор [2]. The closest in technical essence to the invention is a method for controlling transistors of a frequency converter containing a single-phase rectifier and a transistor inverter [2].

Способ управления транзисторами преобразователя частоты заключается в формировании и подаче импульсов управления на транзисторы инвертора. A method for controlling transistors of a frequency converter consists in generating and supplying control pulses to inverter transistors.

Недостатком прототипа является низкий КПД преобразователя за счет повышенных потерь в контурах управления транзисторами на периоде переменного напряжения питания. The disadvantage of the prototype is the low efficiency of the Converter due to increased losses in the control circuits of transistors during the period of alternating voltage.

Цель изобретения - повышение КПД преобразователя частоты, содержащего однофазный выпрямитель и транзисторный инвертор. The purpose of the invention is to increase the efficiency of a frequency converter containing a single-phase rectifier and a transistor inverter.

Это достигается тем, что в способе управления транзисторами преобразователя частоты, содержащего однофазный выпрямитель и транзисторный инвертор, заключающемся в формировании и подаче импульсов управления на транзисторы инвертора, измеряют напряжение на входе выпрямителя, выпрямляют измеренное напряжение, выпрямленное напряжение фильтруют, импульсы управления транзисторами модулируют по уровню в функции огибающей выпрямленного напряжения. This is achieved by the fact that in the method for controlling the transistors of a frequency converter containing a single-phase rectifier and a transistor inverter, which consists in generating and supplying control pulses to the inverter transistors, the voltage at the input of the rectifier is measured, the measured voltage is rectified, the rectified voltage is filtered, the control pulses of the transistors are modulated by level as a function of the envelope of the rectified voltage.

На фиг. 1 приведена схема устройства для реализации способа управления; на фиг. 2 - диаграммы токов и напряжений элементов устройства, поясняющие сущность заявляемого способа управления. In FIG. 1 shows a diagram of a device for implementing a control method; in FIG. 2 - diagram of currents and voltages of the elements of the device, explaining the essence of the proposed control method.

Устройство для реализации способа управления содержит однофазный выпрямитель на диодах 1-4 и инвертор на транзисторе 5, зашунтированном коммутирующим конденсатором 6 и встречным диодом 7, подключенный к выходным выводам выпрямителя через цепь нагрузки 8 и фильтр на конденсаторе 9 и магнитосвязанных дросселях 10,11, трансформатор 12, подключенный к выходным выводам выпрямителя, выпрямитель на диодах 13-16, входные выводы которого подключены к выводам вторичной обмотки трансформатора, а выходные выводы зашунтированы конденсатором фильтра 17 и последовательной цепью из активного сопротивления 18, первичной обмотки импульсного трансформатора 19 и управляющего транзистора 20, вторичная обмотка импульсного трансформатора соединена с управляющим электродом транзистора, блок 21 управления транзистором, выход которого соединен с электродом управления управляющего транзистора. A device for implementing the control method comprises a single-phase rectifier on diodes 1-4 and an inverter on a transistor 5, shunted by a switching capacitor 6 and a counter diode 7, connected to the output terminals of the rectifier through a load circuit 8 and a filter on the capacitor 9 and magnetically coupled chokes 10,11, a transformer 12, connected to the output terminals of the rectifier, a rectifier on diodes 13-16, the input terminals of which are connected to the terminals of the secondary winding of the transformer, and the output terminals are shunted by the filter capacitor 17 and been consistent chain of the resistance 18, the primary winding of the pulse transformer 19 and the control transistor 20, secondary winding of the pulse transformer is connected to the control electrode of the transistor, the control unit 21, a transistor, whose output is connected to the control electrode of the control transistor.

Способ управления транзисторами преобразователя частоты, содержащего однофазный выпрямитель и транзисторный инвертор, реализуется следующими действиями. Формируют импульсы управления транзисторами. Подают импульсы управления на транзисторы инвертора с заданной частотой. Измеряют напряжение на входе выпрямителя преобразователя частоты. Измеренное переменное напряжение выпрямляют, выпрямленное напряжение фильтруют. Импульсы управления транзисторами модулируют по уровню в функции огибающей выпрямленного и отфильтрованного напряжения. A method for controlling transistors of a frequency converter containing a single-phase rectifier and a transistor inverter is implemented by the following steps. Form transistor control pulses. Control pulses are supplied to the inverter transistors with a given frequency. Measure the voltage at the input of the rectifier of the frequency converter. The measured alternating voltage is rectified, the rectified voltage is filtered. The transistor control pulses are modulated in level as a function of the envelope of the rectified and filtered voltage.

Устройство для реализации способа управления работает следующим образом. A device for implementing the control method operates as follows.

Блок 21 управления формирует импульсы управления заданной длительности и частоты. Трансформатор 12 измеряет напряжение на входе выпрямителя преобразователя на диодах 1-4. Напряжение вторичной обмотки трансформатора 12 выпрямляется выпрямителем на диодах 13-16 и фильтруется конденсатором 17. Напряжение с конденсатора 17 подается на последовательную цепь из резистора 18, первичной обмотки импульсного трансформатора 19 и управляющего транзистора 20. При отпирании транзистора 20 формируется импульс тока управления транзистором 5. Уровень импульса тока управления зависит от уровня выпрямленного напряжения на конденсаторе фильтра 17 и изменяется по огибающей выпрямленного напряжения. Отпирание транзистора 20 осуществляется импульсами управления блока 21 управления. The control unit 21 generates control pulses of a given duration and frequency. Transformer 12 measures the voltage at the input of the converter rectifier on diodes 1-4. The voltage of the secondary winding of the transformer 12 is rectified by a rectifier on the diodes 13-16 and filtered by a capacitor 17. The voltage from the capacitor 17 is supplied to the serial circuit from the resistor 18, the primary winding of the pulse transformer 19 and the control transistor 20. When the transistor 20 is unlocked, a control current pulse of transistor 5 is generated. The level of the control current pulse depends on the level of the rectified voltage on the filter capacitor 17 and varies along the envelope of the rectified voltage. The unlocking of the transistor 20 is carried out by the control pulses of the control unit 21.

Конденсатор фильтра 17 обеспечивает поддержание напряжения питания цепи из элементов 18,19,20 на минимальном уровне в интервалах снижения выпрямленного напряжения. Полного снятия импульсов управления не производится. На первой диаграмме изображено напряжение на вторичной обмотке трансформатора 12, на второй - напряжение на конденсаторе 17, на третьей - огибающая импульсов тока управления транзистором инвертора 5. The filter capacitor 17 maintains the supply voltage of the circuit of the elements 18,19,20 at a minimum level in the intervals of reduction of the rectified voltage. Complete removal of control pulses is not performed. The first diagram shows the voltage at the secondary winding of the transformer 12, the second shows the voltage at the capacitor 17, and the third shows the envelope of the control current pulses of the inverter 5 transistor.

Блок управления 21 содержит задающий генератор и формирователь импульсов управления. The control unit 21 contains a master oscillator and a pulse shaper control.

По сравнению с прототипом преобразователь частоты при управлении по заявляемому способу имеет КПД на 1,5-2,0% выше (для преобразователей на мощность в единицы киловатт). Это обеспечивается минимизацией потерь в контурах управления транзисторами инвертора. По заявляемому способу амплитуда импульсов тока управления транзисторами инвертора изменяется пропорционально выходному току преобразователя частоты. Compared with the prototype, the frequency converter when controlled by the present method has an efficiency of 1.5-2.0% higher (for converters with a power of several kilowatts). This is achieved by minimizing losses in the control circuits of the inverter transistors. According to the claimed method, the amplitude of the current pulses of the inverter transistors varies in proportion to the output current of the frequency converter.

Повышается также надежность работы преобразователя частоты, содержащего однофазный выпрямитель и транзисторный инвертор. The reliability of a frequency converter containing a single-phase rectifier and a transistor inverter is also increased.

Claims

METHOD OF CONTROL A FREQUENCY CONVERTER containing a single-phase rectifier and a transistor inverter, which consists in generating and supplying control pulses to the inverter transistors, characterized in that, in order to increase the converter efficiency, the voltage at the rectifier input is measured, the measured voltage is rectified, the rectified control voltage is filtered, the pulses are filtered, transistors modulate the level as a function of the envelope of the rectified voltage.