SU1410242A1 - Устройство дл управлени инвертором с @ резонансными нагрузками - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преоЬра- зовательной технике и может использоватьс  в системах управлени  тиристор- ными преобразовател ми дл  многозонного индукционного нагрева. Устройство содержит инвертор 1, резонансные нагрузки 2, 3, 4, задающий генератор 5, каналы синхронизации 6, 7, 8, состо щие из датчика напр жени  9 и фазо- сдвигающего устройства 10, аналого- вьш коммутатор 11, усилитель-ограничитель 12, дифференцирующзчо цепь 13. Цель изобретени  - расширение области использовани  и повьшение устройства в работе. За счет введени  элемента НЕ 14, элемента Ш11Л 15, IK- триггера 16, дифференцирующей цепи 17 и одновибратора 18 исключаютс  потери синфазности при скачках фазы выходного тока инвертора в моменты переключени  каналов. 2 ил. «5

Description

фи5.1

Изобретение относитс  к электро- т|ехнике и может быть использовано в cticTBMax питани  группы индукционных нагревателей,.обеспечивающих единый технологический процесс.

Цель изобретени  - повьпиение ус- т|ойчивости работы устройства.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 - вре- . манные диаграммы напр жений и токов в схеме на выходе соответствующих эпементов.

Устройство дл  управлени  инвертором 1 (фиг. 1) с трем  резонансными нагрузками 2,3,4 (в данном случае ) содержит задающий генератор 5 и три канала 6,7,8 дл  синхронизации задающего генератора 5, Каждый из каналов 6,7,8 состоит из датчика 9 напр жени , подключенного к соответствующей нагрузке (2, 3 или 4), и фазо- сцБИгающего устройства 10, св зывающего выход датчика 9 напр жени  с со- ответствзлоишм входом аналогового ком- мутатора 11, выход которого через усилитель-ограничитель 12 и дифференцирующую цепь 13 св зан с входом синхронизации задающего генератора 5. Кроме того, в устройстве имеютс  логический элемент НЕ 14, логический эпемент ЮТИ 15, 1К-триггер 16, дополнительна  дифференх ирующа  цепь 17 и элемент 18 задержки . Вход логического элемента НЕ и вход I 1К-триггера соединены с выходом усилител -ограничител  12, выход логического элемента НЕ 14 соединен с| входом К 1К триггера 16 и входом д{ополнительной дифференцирующей це- п|и 17, выходы 1К-триггера 16 предназ- н|ачены дл  подключени  к выходным кас к|адам формировани  управл ющих им- л|ульсов дл  тиристоров инвертора 1 (|На схеме эти каскады не показаны), Е|ход синхронизации задающего генератора 5 соединен с выходом логическо- rio элемента ИЛИ. 15, входы которого подключены к выходам диф(1)еренцирующ11Х г|епей 13 и 17, а выход задающего ге йератора 5 через реле времени 18 св - со счетным входом 1К-триггера 16, Очетньш вход аналогового коммутатора 11 соединен с одним из вькодов 1К т|риггера 16 через счетчик 19о

Устройство работает следующим об- piaaoM.

Инвертор 1 нагружен на три последовательно соединенные резонансные

0

с

|0

5 0 5 Q

5

45

50

5

нагрузки 2, 3, 4, состо щие из индукторов и батарей компенсирующих конденсаторов .

Через резонансные нагрузки 2, 3, 4 протекает один и тот же выходной ток инвертора i, (фиг. 2). Поскольку резонансные нагрузки 2, 3, 4 настроены на различные частоты, подача мощности в индукторы происходит поочередно за счет поочередной синхронизации импульсов задающего генератора 5 и вместе с ними полуволн выходного тока с напр. жени ми нагрузок 2, 3, 4. При синхронизации импульсов задающего генератора 5 с напр жением какой-либо нагрузки данна  нагрузка построена в резонанс с выходным током инвертора и на ней падает максимальное напр жение, на остальных- нагрузках присутствует небольщое напр жение , которое при добротност х 5...10, характерных дл  высокотемпературных индукционных нагревателей, не превышает 10...20% от напр жени  настроенной в резонанс нагрузки. Поочередна  настройка инвертора 1 на различные нагрузки происходит благодар  переключению каналов синхронизации импульсов задающего генератора 6, 7, 8 с напр жени ми нагрузок 2, 3, 4 при переключении каналов аналогового коммутатора 11. Переключение каналов происходит в моменты вступлени  на счетный вход коммутатора 11 выходных импульсов счетчика 19 (моменты t и ц на фиг. 2). Длительность работы очередного канала син;хронизации управл етс  путем предварительной записи в счетчик 19 числа в двоичном коде, соответствующего необходимому количеству периодов выходного тока инвертора 1. Запись этого числа в счетчик 19 производитс  от внещней системы управлени , например, от микроЭВМ.

Регулирование мощности, вьщел е- мой в нагрузках, осуществл етс  за счет управлени  фазовым сдвигом, вносимым фазосдвигающими устройствами 10 в сигналы напр жений нагрузок, поступающие с вькодов датчико 9, Благодар  сдвигу фаз, между выходным током ин- дертора ig,|,,j и напр жением соответствующей нагрузки мощность, вьщел - ема  в индукторе, уменыпаетс  в соответствии с частотной характеристикой параллельного резонансного контура. Управление фазовым сдвигом устройств

10 производитс  по.сигналам внешней системы регулировани , котора , например , состоит из датчика температуры нагреваемого объекта, задатчи- ка сравнивакщего устройства и регул тора , выход которого соединен с управл ющим входом фазосдвигающего устройства 10.

Таким образом, на интервале рабо- ты одного из каналов коммутатора 11 на вход усилител -ограничител  (релейного усилител ) 12 поступает сдвинутый по фазе сигнал напр жени  соответствующей резонансной нагрузки (на фиг. 2 сдвиг фаз дл  нагрузок 3 и 4 вз т равным нулю). На выходе усилител -ограничител  12 формируетс  сигна пр моугольной формы, фронты которого совпадают с моментами перехода через ноль сигнала с коммутатора 11.

.Дифференцирующие цепи 13 и 17 формируют короткие импульсы, синхронные с фронтами выходного сигнала усилител -ограничител  12, причем импуль- сы на выходе дифференцирзпощей цепи 13 соответствуют положительным, а импульсы на выходе дифференцирз щей цепи 1 7 - отрицательным фронтом выходного сигнала усилител -ограничител  12. Две последовательности коротких импульсов, синхронных с фронтами импульсного сигнала усилител -ограничител  12, суммируютс  элементом ИЛИ 15 и поступают на вход синхронизации задающего генератора 5, в результате чего последний формирует короткие импульсы в моменты перехода через ноль выходного сигнала включенного канала синхронизации (на интервале tQ-t( включен канал 6). Элемент 18 задержки (одновибратор) формирует импульсы нулевого уровн  длительностью TQ, в течение которых импульсы задающего генератора 5 не оказывают воздействи  на счетньй вход 1К-триггера 16 и не привод т к формированию импульсов управлени  тиристорами инвертора 1.

Величина Т выбираетс  не мень- шей, чем врем , необходимое дл  коммутации инвертора и не больше, чем

мйко Д мйкс максимальна  резонансна  частота нагрузок. Дл  параллельного инвертора Т 3...5tg где to - врем  восстановлени  тиристоров , дл  резонансного инвертора по схеме фиг. 1 Т 1,5 , где L и С - индуктивность и емкость ком

мутирующего контура. Таким образом элемент 18 задержки осуществл ет функцию запрета формировани  управл ющих импульсов в течение интервала - времени после каждой коммутации, которое может привести ксрыву инвертировани , либо к формированию полупериода выходного тока инвертора 1 в противофазе с напр жением нагрузки , в которую должна отдаватьс  мощность . В частности, следующий после момента t, импульс задающего генератора не проходит на счетный вход 1К-триггера 16, что предотвращает срьш инвертировани . Импульс, следующий после момента t также попадает в интервал Т-„ и игнорируетс  1К-триг- гером 16, в противном случае переключение триггера не привело бы к коммутации инвертора (так как в момент подачи импульса все плечи моста включены ) , что означает сбой в работе системы, а именно, подачу последующего импульса на уже включенную диагональ моста,

Тахсже необходимым дл  форьшровани  полупериодов выходного тока, синфазных с напр жением на нагрузке,  вл ютс  св зи входов I и К 1К-триггера с элементами 12 и 14, благодар  которым определенной пол рности напр жени  нагрузки, с напр жени ми которой синхронизируетс  инвертор, всегда соответствует подача управл ющих импульсов на диагональ инвертора, обеспечивающую формирование тока дан- .кой пол рности.

В частности, второй импульс, сле- цующий с задающего генератора 5 после момента t , проходит через элемент 18 задержки, однако не может переключить триггер 16, так как при его поступлении (отрицательньш фронт выходного сигнала ) на 1-входе еди- ничньш, а на К-входе - нулевой уровни и триггер остаетс  в единичном состо нии, 1К-триггер 16 переключаетс  по следующему ш-шульсу, и становитс  возможным формирование синфазной полуволны тока i,,, .

Таким образом, изобретение исключает при скачках фазы выходного тока инвертора в моменты переключени  ка- налов потерю синфазности (скачек фазы тока на 180 цо отношению к напр жению нагрузки), что повьш1ает устойчивость работы инвертора.

Ф;ормула изобретени 

1

I Устройство дл  управлени  инвер- с п резонансными нагрузками содержащее синхронизирукнций задаю- 1ЦИЙ генератор, ана.поговый коммута- ip, выход которого через усилитель- раничитель и дифференцирующую цепь шзан с входом синхронизации задаю- щфго генератора, а каждый из п входо ;алогового коммутатора предназначен Я подключени  к соответствующей на узке через последовательно соеди- :нные датчик напр жени  нагрузки и .зосдвигающий блок, о т л и ч а - щ е е с   тем, что, с целью повыл

ни  устойчивости работы устройства, о снабжено логическим элементом НЕ, гическим элементом ИЛИ, 1К-триг- 20

гером, дополнительной дифференцирующей цепью и элементом задержки, причем вход логического элемента НЕ и вход I 1К-триггера соединены с выходом усилител -ограничител , выход логического элемента НЕ соединен с входом К 1К-триггера и входом дополнительной дифференцирующей цепи, выходы 1К-триггера предназначены дл  подключени  к выходным каскадам формировани  управл ющих импульсов дл  тиристоров инвертора, вход синхронизации задающего генератора соединен с выходом логического элемента ИЛИ, вхо ды которого подключены к выходам диф- ференцируюищх цепей, а выход задающего генератора через элемент задержки соединен со счетным входом 1К-триг гера.

Claims (1)

1. о ρ м у л а изобретения >— _____,___р, аналоговый коммута, выход которого через усилительУстройство для управления инвертором с η резонансными нагрузками содержащее синхронизирующий задающий генератор тор ограничитель и дифференцирующую цепь связан с входом синхронизации задающего генератора, а каждый из η входов аналогового коммутатора предназначен для подключения к соответствующей нагрузке через последовательно соединенные датчик напряжения нагрузки и ф^зосдвигающий блок ю ш о , отлича| щ е е с я тем, что, с целью повыгния устойчивости работы устройства, то снабжено логическим элементом НЕ, логическим элементом ИЛИ, 1К-триг10 гером, дополнительной дифференцирующей цепью и элементом задержки, причем вход логического элемента НЕ и вход I IK-триггера соединены с выходом усилителя-ограничителя, выход логического элемента НЕ соединен с входом К IK-триггера и входом дополнительной дифференцирующей цепи, выходы IK-триггера предназначены для подключения к выходным каскадам формирования управляющих импульсов для тиристоров инвертора, вход синхронизации задающего генератора соединен с выходом логического элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам дифференцирующих цепей, а выход задающего генератора через элемент задержки соединен со счетным входом IK-триггера.