RU2155433C1 - Frequency changer - Google Patents
Frequency changer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2155433C1 RU2155433C1 RU99107886A RU99107886A RU2155433C1 RU 2155433 C1 RU2155433 C1 RU 2155433C1 RU 99107886 A RU99107886 A RU 99107886A RU 99107886 A RU99107886 A RU 99107886A RU 2155433 C1 RU2155433 C1 RU 2155433C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- circuit
- terminals
- inverter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания для индукционного нагревателя. The invention relates to a conversion technique and can be used as a power source for an induction heater.
Известен преобразователь частоты, содержащий выпрямитель, входные выводы которого подключены к входным выводам преобразователя частоты, и однофазный инвертор на транзисторах, подключенный к выходным выводам выпрямителя через дроссель фильтра и демпферный диод, зашунтированный конденсатором фильтра, регулирующий транзистор, шунтирующий последовательное соединение демпферного диода и инвертора, выходные выводы инвертора подключены к выходным выводам преобразователя частоты, блок управления (Исследование системы аккумулятор - повышающий напряжение преобразователь - регулируемый электропривод/ Л.А.Шпинглер и др. //Электротехника. - 1998. -N 10. -С.12-15). A known frequency converter containing a rectifier, the input terminals of which are connected to the input terminals of the frequency converter, and a single-phase inverter on transistors connected to the output terminals of the rectifier through a filter choke and a damping diode, shunted by a filter capacitor, regulating a transistor, shunting the serial connection of the damper diode and inverter, the output terminals of the inverter are connected to the output terminals of the frequency converter, the control unit (Study of the battery system - increase voltage-converter - adjustable electric drive / L.A. Shpingler et al. // Electrical Engineering. - 1998. -N 10. -С.12-15).
Недостатком преобразователя частоты является низкая точность стабилизации выходного напряжения, что обусловлено принятым способом управления, не учитывающим динамические свойства преобразователя и нагрузки. The disadvantage of the frequency converter is the low accuracy of stabilization of the output voltage, which is due to the adopted control method that does not take into account the dynamic properties of the converter and the load.
Известен преобразователь частоты, содержащий выпрямитель, входные выводы которого подключены к входным выводам преобразователя частоты, и однофазный инвертор на транзисторах, подключенный к выходным выводам выпрямителя через дроссель фильтра, выходные выводы инвертора подключены к выходным выводам преобразователя частоты (Глазенко Т.А., Сеньков В.И. Схемотехнические и конструктивные методы обеспечения электромагнитной совместимости транзисторных преобразователей постоянного напряжения //Электричество. - 1989. -N 12. - С. 37-43). A known frequency converter containing a rectifier, the input terminals of which are connected to the input terminals of the frequency converter, and a single-phase inverter on transistors connected to the output terminals of the rectifier through a filter choke, the output terminals of the inverter are connected to the output terminals of the frequency converter (T. Glazenko, Senkov V .I. Circuitry and structural methods for ensuring electromagnetic compatibility of transistor DC-DC converters // Electricity. - 1989. -N 12. - P. 37-43).
Недостатком преобразователя частоты является низкая точность стабилизации выходного напряжения. The disadvantage of the frequency converter is the low accuracy of stabilization of the output voltage.
Известен преобразователь частоты, содержащий трехфазный выпрямитель на диодах, входные выводы которого подключены к входным выводам преобразователя частоты, и однофазный мостовой инвертор на транзисторах с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, шунтирующим выходные выводы инвертора, подключенный к выходным выводам выпрямителя через дроссель фильтра и регулирующий транзистор, демпферный диод, шунтирующий встречно последовательное соединение дросселя фильтра и инвертора, выходные выводы инвертора подключены к выходным выводам преобразователя частоты, блок управления (Ruzsamyi T., Baesanyi C. Transistorwechelrichter fur lnduktiwe Erwarmung// Period, polytechn. Mech. engineering. - 1986.-N 1. -S.99-122). A known frequency converter containing a three-phase rectifier on diodes, the input terminals of which are connected to the input terminals of the frequency converter, and a single-phase bridge inverter on transistors with a switching capacitor in the diagonal of an alternating current, shunting the output terminals of the inverter, connected to the output terminals of the rectifier through a filter inductor and a regulating transistor , a damping diode, shunting the counter-serial connection of the filter inductor and the inverter, the output terminals of the inverter are connected to to the output terminals of the frequency converter, control unit (Ruzsamyi T., Baesanyi C. Transistorwechelrichter fur lnduktiwe Erwarmung // Period, polytechn. Mech. engineering. - 1986.-N 1. -S.99-122).
Недостатком преобразователя частоты является низкая точность стабилизации выходного напряжения, что обусловлено включением в цепь самовозбуждения инвертора фазового детектора, имеющего низкую аппаратурную точность определения фазового угла нагрузочного колебательного контура, принятым способом управления, не учитывающим динамические свойства преобразователя частоты и нагрузки. The disadvantage of the frequency converter is the low accuracy of stabilization of the output voltage, which is due to the inclusion of a phase detector in the self-excitation circuit of the inverter, which has low hardware accuracy for determining the phase angle of the load oscillating circuit, adopted by the control method that does not take into account the dynamic properties of the frequency converter and load.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь частоты (Россия, патент 2020710, МКИ H 02 M 5/45. Преобразователь частоты со звеном постоянного тока/ Силкин Е.М., Балабина С.А., Пригодин В. И. и др. - Заявл. 23.01.92., Опубл. 30.09.94. - Бюлл. -N 18), который и рассматривается в качестве прототипа. The closest in technical essence to the invention is a frequency converter (Russia, patent 2020710, MKI H 02 M 5/45. Frequency converter with a DC link / EM Silkin, SA Balabin, V. I. Prigodin and others . - Declaration. 23.01.92., Pub. 30.09.94. - Bull. -N 18), which is considered as a prototype.
Прототип содержит трехфазный выпрямитель на тиристорах, входные выводы которого подключены к входным выводам преобразователя частоты, и однофазный инвертор на тиристорах с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, шунтирующим выходные выводы инвертора, подключенный к выходным выводам выпрямителя через дроссель фильтра, демпферный диод, шунтирующий встречно последовательное соединение дросселя фильтра и инвертора, выходные выводы инвертора подключены к выходным выводам преобразователя частоты, а также пороговый элемент, выходной каскад, задающий генератор, датчик напряжения на коммутирующем конденсаторе, фильтровую схему, датчик тока, вторую фильтровую схему, регулирующую схему, второй выходной каскад, триггер, источник задающих напряжений, управляющий блок, систему импульсно-фазового управления, распределитель импульсов, причем выход датчика напряжения на коммутирующем конденсаторе соединен с входом фильтровой схемы, выход датчика тока подключен к входу второй фильтровой схемы, выход фильтровой схемы соединен с входом регулирующей схемы, второй вход которой соединен с выходом второй фильтровой схемы, третий вход подключен к второму выходу источника задающих напряжений, четвертый вход соединен с третьим выходом источника задающих напряжений, а выход подключен к входу управляющего блока, вход порогового элемента соединен с выходом второй фильтровой схемы, второй вход подключен к выходу источника задающих напряжений, а выход соединен с входом триггера, выход которого подключен к второму входу управляющего блока, выход управляющего блока соединен с входом системы импульсно-фазового управления, выход которой подключен к входу выходного каскада, соединенного с управляющими электродами тиристоров выпрямителя, выход задающего генератора соединен с входом распределителя импульсов, выход которого подключен к входу второго выходного каскада, соединенного с управляющими электродами тиристоров инвертора, датчик тока подключен к входу выпрямителя, входные выводы преобразователя частоты соединены с выводами питающей сети через трансформатор, а выходные выводы преобразователя частоты подключены к выводам нагрузки через второй трансформатор. The prototype contains a three-phase rectifier on thyristors, the input terminals of which are connected to the input terminals of the frequency converter, and a single-phase inverter on thyristors with a switching capacitor in the diagonal of the alternating current, shunting the output terminals of the inverter, connected to the output terminals of the rectifier through the filter choke, a damping diode, shunting the opposite series the connection of the filter inductor and the inverter, the output terminals of the inverter are connected to the output terminals of the frequency converter, as well as a threshold electric ment, output stage, master oscillator, switching capacitor voltage sensor, filter circuit, current sensor, second filter circuit, control circuit, second output stage, trigger, set voltage source, control unit, pulse-phase control system, pulse distributor, the output of the voltage sensor at the switching capacitor is connected to the input of the filter circuit, the output of the current sensor is connected to the input of the second filter circuit, the output of the filter circuit is connected to the input of the control circuit, sec the first input of which is connected to the output of the second filter circuit, the third input is connected to the second output of the supply voltage source, the fourth input is connected to the third output of the supply voltage source, and the output is connected to the input of the control unit, the input of the threshold element is connected to the output of the second filter circuit, the second input connected to the output of the source of the driving voltage, and the output is connected to the input of the trigger, the output of which is connected to the second input of the control unit, the output of the control unit is connected to the input of the pulse-phase system a new control, the output of which is connected to the input of the output stage connected to the control electrodes of the rectifier thyristors, the output of the master oscillator is connected to the input of the pulse distributor, the output of which is connected to the input of the second output stage, connected to the control electrodes of the inverter thyristors, the current sensor is connected to the input of the rectifier, the input terminals of the frequency converter are connected to the terminals of the supply network through a transformer, and the output terminals of the frequency converter are connected to the terminals of the load through a second transformer.
Недостатком прототипа является низкая точность стабилизации выходного напряжения, что обусловлено недостаточным быстродействием способа регулирования напряжения на входе инвертора путем фазового регулирования выпрямителя. The disadvantage of the prototype is the low accuracy of stabilization of the output voltage, due to the insufficient speed of the method of regulating the voltage at the inverter input by phase regulation of the rectifier.
Изобретение направлено на решение задачи повышения точности стабилизации выходного напряжения преобразователя частоты, что является целью изобретения. The invention is aimed at solving the problem of improving the accuracy of stabilization of the output voltage of the frequency converter, which is the purpose of the invention.
Указанная цель достигается тем, что в преобразователе частоты, содержащем трехфазный выпрямитель, входные выводы которого подключены к входным выводам преобразователя частоты, и однофазный инвертор с коммутирующим конденсатором в диагонали переменного тока, шунтирующим выходные выводы инвертора, подключенный к выходным выводам выпрямителя через дроссель фильтра, демпферный диод, шунтирующий встречно последовательное соединение дросселя фильтра и инвертора, выходные выводы инвертора подключены к выходным выводам преобразователя частоты, а также пороговый элемент, выходной каскад, задающий генератор, датчик напряжения на коммутирующем конденсаторе, фильтровую схему, датчик тока, вторую фильтровую схему, регулирующую схему, второй выходной каскад, триггер, источник задающих напряжений, причем выход датчика напряжения на коммутирующем конденсаторе соединен с входом фильтровой схемы, выход датчика тока подключен к входу второй фильтровой схемы, выпрямитель выполнен на диодах, инвертор выполнен на транзисторах, преобразователь снабжен регулирующим транзистором, включенным в звено постоянного тока преобразователя, снабжен последовательной цепью из второго датчика тока в цепи коммутирующего конденсатора, схемы усиления сигнала, компаратора, делителя частоты, выход которого соединен с входом второго выходного каскада, подключенного к управляющим электродам транзисторов диагонали инвертора, снабжен третьим выходным каскадом, вход которого соединен с вторым выходом делителя частоты, а выходы подключены к управляющим электродам транзисторов второй диагонали инвертора снабжен последовательной цепью из третьего датчика тока в цепи выходных выводов инвертора и второй схемы усиления сигнала, выход которой соединен с вторым входом компаратора, снабжен схемой пуска, выход которой соединен с входом триггера, снабжен формирователем, вход которого соединен с выходом триггера и с вторыми входами второго и третьего выходных каскадов, а выход подключен к входу делителя частоты, снабжен устройством сравнения вход которого соединен с выходом фильтровой схемы, а второй вход подключен к первому выходу источника задающих напряжений, снабжен вторым устройством сравнения, вход которого соединен с выходом второй фильтровой схемы, а второй вход подключен к второму выходу источника задающих напряжений, снабжен схемой выбросигнала обратной связи, входы которого соединены с выходами устройств сравнения, а выход соединен с входом регулирующей схемы, снабжен генератором пилообразного напряжения, вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выход подключен к входу порогового элемента, выход порогового элемента соединен с входом выходного каскада, а второй вход подключен к выходу регулирующей схемы, снабжен последовательной цепью из второго порогового элемента и второго триггера, вход второго порогового элемента соединен с выходом второго устройства сравнения, выход выходного каскада соединен с управляющим электродом регулирующего транзистора, а второй вход подключен к выходу второго триггера, вход датчика тока подключен к входу инвертора. This goal is achieved by the fact that in a frequency converter containing a three-phase rectifier, the input terminals of which are connected to the input terminals of the frequency converter, and a single-phase inverter with a switching capacitor in the diagonal of the alternating current, shunting the output terminals of the inverter connected to the output terminals of the rectifier through a filter inductor, a damper a diode shunting the counter-serial connection of the filter inductor and the inverter, the output terminals of the inverter are connected to the output terminals of the converter frequencies, as well as a threshold element, an output stage, a driving generator, a voltage sensor on a switching capacitor, a filter circuit, a current sensor, a second filter circuit, a regulating circuit, a second output stage, a trigger, a source of driving voltages, the output of the voltage sensor on the switching capacitor being connected with the input of the filter circuit, the output of the current sensor is connected to the input of the second filter circuit, the rectifier is made on diodes, the inverter is made on transistors, the converter is equipped with a control transistor, VK connected to the DC link of the converter, it is equipped with a serial circuit from a second current sensor in the circuit of a switching capacitor, a signal amplification circuit, a comparator, a frequency divider, the output of which is connected to the input of the second output stage connected to the control electrodes of the transistors of the diagonal of the inverter, equipped with a third output stage, the input of which is connected to the second output of the frequency divider, and the outputs are connected to the control electrodes of the transistors of the second diagonal of the inverter is equipped with a serial circuit from the third current sensor in the circuit of the output terminals of the inverter and the second signal amplification circuit, the output of which is connected to the second input of the comparator, is equipped with a start circuit, the output of which is connected to the trigger input, is equipped with a shaper, the input of which is connected to the trigger output and to the second inputs of the second and the third output stages, and the output is connected to the input of the frequency divider, equipped with a comparison device, the input of which is connected to the output of the filter circuit, and the second input is connected to the first output of the source of the reference voltage, equipped with The second comparison device, the input of which is connected to the output of the second filter circuit, and the second input is connected to the second output of the reference voltage source, is equipped with a feedback signal output circuit, the inputs of which are connected to the outputs of the comparison devices, and the output is connected to the input of the control circuit, and is equipped with a sawtooth generator the input of which is connected to the output of the master oscillator, and the output is connected to the input of the threshold element, the output of the threshold element is connected to the input of the output stage, and the second input is connected the output of the control circuit is equipped with a serial circuit from the second threshold element and the second trigger, the input of the second threshold element is connected to the output of the second comparison device, the output of the output stage is connected to the control electrode of the control transistor, and the second input is connected to the output of the second trigger, the input of the current sensor is connected to inverter input.
Существенным отличием, характеризующим изобретение, является стабилизация выходного напряжения в динамических и статических режимах работы за счет обеспечения условий самовозбуждения по мгновенным значениям сигналов тока в ветвях нагрузочного контура, что обеспечивает высокое быстродействие и точность определения момента очередного включения транзисторов инвертора. A significant difference characterizing the invention is the stabilization of the output voltage in dynamic and static modes of operation by providing conditions for self-excitation by the instantaneous values of the current signals in the branches of the load circuit, which ensures high speed and accuracy of determining the moment of the next turn on of the inverter transistors.
Повышение точности стабилизации выходного напряжения преобразователя частоты является полученным техническим результатом, обусловленным введением новых элементов и связей, т.е. отличительными признаками. Таким образом, отличительные признаки заявляемого преобразователя частоты являются существенными. Improving the accuracy of stabilization of the output voltage of the frequency converter is a technical result due to the introduction of new elements and connections, i.e. distinguishing features. Thus, the distinguishing features of the inventive frequency converter are essential.
На чертеже приведена принципиальная схема преобразователя частоты. The drawing shows a schematic diagram of a frequency converter.
Преобразователь частоты содержит трехфазный выпрямитель на диодах 1-6, входные выводы которого подключены к входным выводам преобразователя частоты, и однофазный инвертор на транзисторах 7-10 с коммутирующим конденсатором 11 в диагонали переменного тока, шунтирующим выходные выводы инвертора 12, подключенный к выходным выводам выпрямителя через дроссель фильтра 13 и регулирующий транзистор 14, демпферный диод 15, шунтирующий встречно последовательное соединение дросселя фильтра инвертора, последовательную цепь из задающего генератора 16, генератора пилообразного напряжения 17, порогового элемента 18 и выходного каскада 19, выход которого соединен с управляющим электродом регулирующего транзистора, последовательную цепь из датчика напряжения 20 на коммутирующем конденсаторе, фильтровой схемы 21, устройства сравнения 22, последовательную цепь из датчика тока на входе инвертора 23, второй фильтровой схемы 24. второго устройства сравнения 25, схемы выбора сигнала обратной связи 26, регулирующей схемы 27, выход которой соединен с вторым входом порогового элемента, последовательную цепь из второго датчика тока 28 в цепи коммутирующего конденсатора, схемы усиления сигнала 29, компаратора 30, делителя частоты 31, второго выходного каскада 32, выходы которого соединены с управляющими электродами транзисторов диагонали инвертора, третий выходной каскад 33, второй выход делителя частоты соединен с входом третьего выходного каскада, выходы которого соединены с управляющими электродами транзисторов второй диагонали инвертора, последовательную цепь из третьего датчика тока в цепи выходных выводов инвертор 34, второй схемы усиления сигнала 35, выход которой соединен с вторым входом компаратора, последовательную цепь из схемы пуска 36, триггера 37, формирователя 38, выход которого соединен с входом делителя частоты, выход триггера соединен с вторыми входами второго и третьего выходных каскадов, последовательную цепь из второго порогового элемента 39, соединенного с выходом второго устройства сравнения, и второго триггера 40, выход которого соединен с вторым входом выходного каскада, источник задающих напряжений 41, выход которого соединен с вторым входом устройства сравнения, второй выход - с вторым входом второго устройства сравнения, выход устройства сравнения соединен с вторым входом схемы выбора сигнала обратной связи. The frequency converter contains a three-phase rectifier on diodes 1-6, the input terminals of which are connected to the input terminals of the frequency converter, and a single-phase inverter on transistors 7-10 with a switching capacitor 11 in the diagonal of the alternating current, shunting the output terminals of the inverter 12, connected to the output terminals of the rectifier through a filter choke 13 and a regulating transistor 14, a damping diode 15, shunting an in series connection of the inverter filter choke, a serial circuit from a master oscillator 16, a sawtooth voltage generator 17, a threshold element 18 and an output stage 19, the output of which is connected to a control electrode of a control transistor, a serial circuit from a voltage sensor 20 on a switching capacitor, a filter circuit 21, a comparison device 22, a serial circuit from a current sensor at the input of the inverter 23, second filter circuit 24. second comparison device 25, feedback signal selection circuit 26, control circuit 27, the output of which is connected to the second input of the threshold element, a serial circuit from a second current sensor 28 in a switching capacitor circuit, a signal amplification circuit 29, a comparator 30, a frequency divider 31, a second output stage 32, the outputs of which are connected to the control electrodes of the inverter diagonal transistors, the third output stage 33, the second output of the frequency divider is connected to the input of the third the output stage, the outputs of which are connected to the control electrodes of the transistors of the second diagonal of the inverter, a serial circuit from the third current sensor in the output terminal circuit of the inverter 34, the second amplification circuit signal 35, the output of which is connected to the second input of the comparator, a serial circuit from the start circuit 36, trigger 37, driver 38, the output of which is connected to the input of the frequency divider, the output of the trigger is connected to the second inputs of the second and third output stages, a serial circuit from the second threshold element 39, connected to the output of the second comparison device, and the second trigger 40, the output of which is connected to the second input of the output stage, the source of the supply voltage 41, the output of which is connected to the second input of the device Ia, the second output - to a second input of the second comparator, the comparator output is connected to the second input of the selection circuit feedback signal.
Преобразователь частоты работает следующим образом. Выпрямитель на диодах 1-6 преобразует переменное напряжение сети в постоянное. Выходное напряжение выпрямителя поступает на вход инвертора через дроссель фильтра 13 и регулирующий транзистор 14. Транзисторы диагоналей моста инвертора 7,10 и 8,9 включаются поочередно. За полный цикл работы транзисторов 7-10 в нагрузке 12 формируется полный период выходного переменного напряжения. Диод 15 выполняет роль демпферного диода и обеспечивает протекание тока дросселя фильтра 13 на интервале выключенного состояния регулирующего транзистора 14. Коммутирующий конденсатор 11 обеспечивает компенсацию реактивной мощности нагрузки 12. Коммутирующий конденсатор 11 и индуктивность индукционного нагревателя 12 образуют параллельный колебательный контур. The frequency converter operates as follows. The rectifier on diodes 1-6 converts the alternating voltage of the network to direct. The output voltage of the rectifier is input to the inverter through the filter choke 13 and the regulating transistor 14. The transistors of the diagonals of the inverter bridge 7.10 and 8.9 are switched on alternately. For the full cycle of operation of transistors 7-10 in the load 12, a complete period of the output alternating voltage is formed. The diode 15 plays the role of a damping diode and ensures the flow of the current of the filter inductor 13 in the off interval of the regulating transistor 14. The switching capacitor 11 provides compensation for the reactive power of the load 12. The switching capacitor 11 and the inductance of the induction heater 12 form a parallel oscillatory circuit.
При подаче импульса с выхода схемы пуска 36 на этапе включения преобразователя частоты переключается триггер 37 и отпирает выходные каскады 32, 33. Одновременно через формирователь 38 подается короткий импульс на вход делителя частоты 31, осуществляется включение выходного каскада 32 или 33 и подача импульсов управления на транзисторы 7, 10 или 8, 9 одной из диагоналей инвертора. При включении транзисторов диагонали 7,10 или 8,9 начинает протекать ток через коммутирующий конденсатор 11 и нагрузку 12. Токи коммутирующего конденсатора 11 и нагрузки 12 измеряются датчиками тока 28, 34. Сигналы с выходов датчиков тока 28, 34 усиливается схемами усиления сигналов 29 и 35 и поступают на вход компаратора 30. В момент сравнения сигналов
i11 = ki12,
где k - константа, осуществляется подача импульса с выхода компаратора 30 на вход делителя частоты 31 и включение очередной пары транзисторов 7, 10 или 8,9. Таким образом, инвертор преобразователя частоты работает по принципу самовозбуждения.When a pulse is supplied from the output of the start-up circuit 36, at the stage of turning on the frequency converter, the trigger 37 switches and unlocks the output stages 32, 33. At the same time, a short pulse is supplied through the driver 38 to the input of the frequency divider 31, the output stage 32 or 33 is turned on, and control pulses are applied to the transistors 7, 10 or 8, 9 of one of the diagonals of the inverter. When transistors of diagonal 7.10 or 8.9 are turned on, current flows through the switching capacitor 11 and the load 12. The currents of the switching capacitor 11 and the load 12 are measured by current sensors 28, 34. The signals from the outputs of the current sensors 28, 34 are amplified by signal amplification circuits 29 and 35 and enter the input of the comparator 30. At the time of signal comparison
i 11 = ki 12 ,
where k is a constant, a pulse is supplied from the output of the comparator 30 to the input of the frequency divider 31 and the next pair of transistors 7, 10, or 8.9 is turned on. Thus, the inverter of the frequency converter operates on the principle of self-excitation.
Выходное напряжение преобразователя частоты изменяется датчиком напряжения 20. Сигнал, пропорциональный выходному напряжению, фильтруется фильтровой схемой 21 и поступает на вход устройства сравнения 22. The output voltage of the frequency converter is changed by the voltage sensor 20. A signal proportional to the output voltage is filtered by the filter circuit 21 and fed to the input of the comparison device 22.
Ток на выходе инвертора измеряется датчиком тока 23. Сигнал, пропорциональный выходному току, фильтруется фильтровой схемой 24 и подается на вход устройства сравнения 25. The current at the inverter output is measured by a current sensor 23. A signal proportional to the output current is filtered by a filter circuit 24 and fed to the input of the comparison device 25.
С выходов источника задающих напряжений 41 на вторые входы устройство сравнения 22, 25 поступают сигналы задания уровней выходного напряжения и тока инвертора. На выходах устройств сравнения 22, 25 формируются сигналы рассогласования, поступающие на входы схемы выбора сигнала обратной связи 26. Схема выбора сигнала обратной связи 26 подает на вход регулирующей схемы 27 сигнал с выхода устройств сравнения 22 или 25, имеющий максимальное значение. Регулирующая схема 27 осуществляет усиление поступающего на ее вход сигнала и ограничение его по максимальному и минимальному уровням. Длительность интервала проводящего состояния регулирующего транзистора 14 на заданном периоде повторения, задаваемом задающим генератором 16, регулируется пропорционально сигналу с выхода регулирующей схемы 27. Генератор пилообразного напряжения 17 формирует пилообразное напряжение с заданным периодом. Обнуление выхода генератора пилообразного напряжения 17 осуществляется сигналом задающего генератора 16. Пороговый элемент 18 при превышении сигналом с выхода генератора пилообразного напряжения 16 сигнала с выхода регулирующей схемы 27 через выходной каскад 19 осуществляет выключение регулирующего транзистора 14. From the outputs of the source of the driving voltage 41 to the second inputs of the comparator 22, 25, signals are given for setting the levels of the output voltage and current of the inverter. At the outputs of the comparison devices 22, 25, mismatch signals are generated that are input to the input of the feedback signal selection circuit 26. The feedback signal selection circuit 26 feeds a signal from the output of the comparison devices 22 or 25 with the maximum value to the input of the control circuit 27. The regulatory circuit 27 amplifies the signal arriving at its input and limits it to the maximum and minimum levels. The duration of the interval of the conducting state of the regulating transistor 14 at a predetermined repetition period specified by the master oscillator 16 is regulated in proportion to the signal from the output of the regulating circuit 27. The sawtooth voltage generator 17 generates a sawtooth voltage with a predetermined period. The zeroing of the output of the sawtooth voltage generator 17 is carried out by the signal of the driving generator 16. The threshold element 18, when the signal from the output of the sawtooth voltage generator 16 exceeds the signal from the output of the control circuit 27 through the output stage 19, turns off the control transistor 14.
Стабилизация выходного напряжения преобразователя частоты в статическом режиме осуществляется следующим образом. При повышении выходного напряжения на выходе преобразователя частоты уменьшается уровень сигнала с выхода регулирующей схемы 27. В результате по сигналу порогового элемента 18 увеличивается длительность интервала выключенного состояния регулирующего транзистора 14 и напряжение на выходе преобразователя частоты восстанавливается. При уменьшении выходного напряжения преобразователя частоты схема срабатывает в обратном порядке. The stabilization of the output voltage of the frequency converter in static mode is as follows. When the output voltage increases at the output of the frequency converter, the signal level from the output of the control circuit 27 decreases. As a result, the signal of the threshold element 18 increases the duration of the off-interval of the control transistor 14 and the voltage at the output of the frequency converter is restored. When the output voltage of the frequency converter decreases, the circuit operates in the reverse order.
Если по какой-то причине ток на выходе инвертора возрастает, то аналогично происходит уменьшение интервала открытого состояния регулирующего транзистора 14. Таким образом, осуществляется ограничение выходного тока. При дальнейшем возрастании тока на входе инвертора срабатывает пороговый элементе 39 и переключается триггер 40. Сигнал с выхода триггера 40 запирает выходной каскад 19. В результате регулирующий транзистор 14 выключается и отключает инвертор от выходных выводов выпрямителя. If for some reason the current at the inverter output increases, then similarly the open interval of the regulating transistor 14 is reduced. Thus, the output current is limited. With a further increase in the current at the inverter input, the threshold element 39 is triggered and the trigger 40 is switched. The signal from the output of the trigger 40 locks the output stage 19. As a result, the control transistor 14 turns off and disconnects the inverter from the output terminals of the rectifier.
Выходное напряжение инвертора U при заданном напряжении выпрямителя E определяется зависимостью
U = yE/cosβ,
где y - константа, β = 2πft - угол опережения.The output voltage of the inverter U for a given voltage of the rectifier E is determined by the dependence
U = yE / cosβ,
where y is a constant, β = 2πft is the lead angle.
Таким образом, стабилизация cosβ при заданном напряжении на входе инвертора стабилизирует напряжение на выходе преобразователя частоты в статическом и динамическом режиме работы. Измеряя мгновенные значения токов в цепях коммутирующего конденсатора 11 и выходных выводов 12, осуществляя их сравнение и подавая импульс управления по результату сравнения токов, возможно осуществить стабилизацию cosβ. Действительно, при увеличении сопротивления нагрузки 12 выходное напряжения преобразователя возрастает. Однако с увеличением сопротивления нагрузки 12 ток в нагрузочной цепи возрастает медленнее, в результате чего импульсы управления на очередную пару транзисторов 7,10 или 8,9 поступает позже, и cosβ увеличивается. Напряжение на выходе преобразователя частоты при увеличении cosβ уменьшается. Таким образом, стабилизируется напряжение на выходе преобразователя частоты в динамическом режиме работы (сброс, наброс нагрузки). Так как самовозбуждение инвертора осуществляется по результатам измерения мгновенных сигналов тока в ветвях нагрузочного контура i11, i12, напряжение на нагрузке 12 стабилизируется с максимальным быстродействием.Thus, stabilization of cosβ at a given voltage at the inverter input stabilizes the voltage at the output of the frequency converter in static and dynamic operation. By measuring the instantaneous currents in the circuits of the switching capacitor 11 and the output terminals 12, comparing them and applying a control pulse based on the result of the current comparison, it is possible to stabilize cosβ. Indeed, as the load resistance 12 increases, the output voltage of the converter increases. However, with an increase in load resistance 12, the current in the load circuit increases more slowly, as a result of which control pulses to the next pair of transistors 7.10 or 8.9 arrive later, and cosβ increases. The voltage at the output of the frequency converter decreases with increasing cosβ. Thus, the voltage at the output of the frequency converter is stabilized in the dynamic mode of operation (discharge, load surge). Since the inverter self-excitation is carried out by measuring the instantaneous current signals in the branches of the load circuit i 11 , i 12 , the voltage on the load 12 is stabilized with maximum speed.
Схема выбора сигнала обратной связи 26 выполняется на основе диодной схемы ИЛИ, пороговые элементы 18, 39, регулирующая схема 27 и устройства сравнения 22, 25 - на основе операционных усилителей, делитель частоты 31 - на основе триггера со счетным входом. Триггеры 37, 40 выполняются на основе RS-триггеров. The feedback signal selection circuit 26 is based on an OR diode circuit, threshold elements 18, 39, the control circuit 27 and the comparison device 22, 25 are based on operational amplifiers, the frequency divider 31 is based on a trigger with a counting input. Triggers 37, 40 are based on RS triggers.
По сравнению с прототипом повышается точность стабилизации выходного напряжения преобразователя частоты на 8-10%, что обусловлено используемым способом управления, основанным на измерении и сравнении мгновенных значений токов в ветвях нагрузочного контура. Самовозбуждение инвертора по результатам измерения и сравнения мгновенных значений токов в ветвях нагрузочного контура обеспечивает стабилизацию выходного напряжения преобразователя в динамических режимах работы с максимальным быстродействием, что повышает точность стабилизации. Compared with the prototype, the accuracy of stabilization of the output voltage of the frequency converter increases by 8-10%, which is due to the control method used, based on measuring and comparing the instantaneous values of currents in the branches of the load circuit. The inverter self-excitation according to the results of measurement and comparison of the instantaneous currents in the branches of the load circuit provides stabilization of the converter output voltage in dynamic operating modes with maximum speed, which increases the stabilization accuracy.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99107886A RU2155433C1 (en) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | Frequency changer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99107886A RU2155433C1 (en) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | Frequency changer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2155433C1 true RU2155433C1 (en) | 2000-08-27 |
Family
ID=20218638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99107886A RU2155433C1 (en) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | Frequency changer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2155433C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2655674C1 (en) * | 2017-04-27 | 2018-05-29 | Александр Павлович Старцев | Single-phase direct-coupling static frequency converter |
| RU2727971C1 (en) * | 2020-01-24 | 2020-07-28 | Александр Павлович Старцев | Static semiconductor frequency converter with intermediate direct current link |
| RU2729882C2 (en) * | 2016-12-29 | 2020-08-13 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Voltage converter of dc power supply source |
-
1999
- 1999-04-13 RU RU99107886A patent/RU2155433C1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2729882C2 (en) * | 2016-12-29 | 2020-08-13 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Voltage converter of dc power supply source |
| RU2655674C1 (en) * | 2017-04-27 | 2018-05-29 | Александр Павлович Старцев | Single-phase direct-coupling static frequency converter |
| RU2727971C1 (en) * | 2020-01-24 | 2020-07-28 | Александр Павлович Старцев | Static semiconductor frequency converter with intermediate direct current link |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10554137B2 (en) | DC/DC converter | |
| KR950010130B1 (en) | Power supply controlled to sypply load current formed as sine wave | |
| KR950035037A (en) | Control circuit for inductive load | |
| TW200910041A (en) | Control circuit for measuring and regulating output current of CCM power converter | |
| US8466668B2 (en) | Transient differential switching regulator | |
| CN101373931A (en) | Method and apparatus for stabilizing voltage of intermediate circuit of frequency converter | |
| RU2155433C1 (en) | Frequency changer | |
| US8760230B2 (en) | Switching amplifier with pulsed current source and sink | |
| US10530261B2 (en) | High-performance DC/DC converter with resonator sensing | |
| US20210028690A1 (en) | Half-Bridge Having Power Semiconductors | |
| KR101813060B1 (en) | Switched-mode power supply | |
| KR20080036467A (en) | Apparatus for detecting input current of inverter | |
| US20160154418A1 (en) | Power supply with a switch converter | |
| KR100774921B1 (en) | Device power supply for resistance welding | |
| JP2990867B2 (en) | Forward converter | |
| RU2020710C1 (en) | Frequency changer with dc link | |
| JP2001309662A (en) | Inverter generating set | |
| RU2728284C1 (en) | Pulse current stabilizer | |
| RU2341003C1 (en) | Method of autonomous matched resonant inverter control | |
| US20230050348A1 (en) | Inverter with leg current detection | |
| RU2441734C1 (en) | Single-phase rectifier for arc welding | |
| RU2155432C1 (en) | Frequency changer | |
| SU769515A1 (en) | Method of stabilizing converter direct-current | |
| JPH10337044A (en) | Power converter | |
| RU2249905C2 (en) | Dc voltage converter |