SU1721758A1 - Способ управлени автономным инвертором, нагруженным на резонансную нагрузку - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  в составе тиристорных преобразователей частоты . Цель изобретени  - повышение точности настройки на резонансную частоту. Способ управлени  автономным инвертором , нагруженным на резонансную нагрузку , заключаетс  в том, что измер ют выходной ток инвертора, определ ют длительность протекани  тока тиристоров и диодов , сравнивают эту величину с периодом собственной частоты коммутирующего контура , а результат рассогласовани  используют дл  подстройки выходной частоты инвертора. Устройство дл  реализации этого способа содержит управл емый задающий генератор, распределитель выходной усилитель-формирователь и высокочастотный трансформатор тока, установленный в нагрузочном резонансном контуре, детектор нул , D-триггер, одновибратор, сумматор и фильтр низкой частоты. Высокочастотный трансформатор тока, первичной обмоткой включен в выходную цепь инвертора, вторичной обмоткой подключен к тактовому входу D-триггера, выход которого совместно с инвертирующим выходом од- новибратора соединен с входами сумматора, выходом св занного через фильтр низкой частоты. Устройство содержит также управл емый задающий генератор с распределителем, один из выходов которого подключен к S-входу D-триггера и входу одновибратора, а второй выход соединен с R-входом D-триггера. 2 ил. сл с

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  интенсификации технологических процессов с использованием высокочастотных преобразователей .

Известен частотный способ управлени  инверторами, который заключаетс  в том, что нагрузочный контур вначале совершает вынужденные колебани , а затем отключают источник питани  и измер ют частоту собственных колебаний нагрузки, подстраива  выходную частоту источника питани  (автономного инвертора) под частоту свободных колебаний нагрузки. Основной недостаток этого способа в том, что требуетс  отключать источник питани , поэтому снижаетс  КПД, а многократные процессы пуска-останова отрицательно сказываютс  на надежности работы преобразовател  частоVI

СЛ СО

ты (так как по вл ютс  перенапр жени  на силовых элементах схемы).

Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ регулировани , при котором определ ют фазовый сдвиг, измер емый в нагрузочном резонансном контуре трансформаторами тока, выпр мл ют эти сигналы и наход т их разность. Разностный сигнал используют в качестве управл ющего . Основным недостатком такого способа  вл етс  сложность его реализации, особенно в случае высокой добротности резонансного нагрузочного контура, что определ етс  необходимостью изготовлени  токовых трансформаторов с высокой степенью идентичности на значительные первичные токи (единицы и дес тки килоам- пер).

Цель изобретени  - повышение точности настройки частоты управлени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что измер ют выходной ток инвертора и определ ют длительность протекани  тока тиристоров и диодов, сравнивают эту величину с периодом собственной частоты коммутирующего контура, а результат рассогласовани  используют дл  регулировани  выходной частоты инвертора.

На фиг.1 приведена схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 - диаграммы , иллюстрирущие предлагаемый способ управлени .

Устройство содержит высокочастотный трансформатор 1 тока, первичной обмоткой включенный в выходную цепь инвертора, вторичной обмоткой нагруженный на ограничивающий резистор 2 и подключенный к детектору 3 нул , выходом св занного с тактовым входом D-триггера 4, выход которого совместно с инвертирующим выходом одно- вибратора 5 соединен с входами сумматора 6, выходом св занного через фильтр 7 низкой частоты и управл емый задающий генератор 8 с распределителем 9, один из выходов которого подключен к S-входу триггера 4 и входу одновибратора 5, а другой выход соединен с R-входом триггера 4. Распределитель 9 также св зан с блоком выходных усилителей - формирователей 10, подключенным к инвертору 11 нагруженному на резонансный контур 12.

Устройство работает следующим образом .

Сигнал тока с трансформатора 1 (см.фиг.2а) поступает на вход детектора 3. При паузе в выходном токе инвертора на выходе детектора 3 формируетс  высокий уровень сигнала (см.фиг.2,б) импульсы управлени  автономным инвертором, распределенные по двум каналам, генерируемые

распределителем 9, поступают на вход S- (см фиг.2,в) и К-(см,фиг.2,г) триггеры 4. Причем фронт импульса, поступающего на тактовый вход (см. фиг,2,б) обнул ет D-триггер

4 (см фиг.2,д), а по вление на входе S импульса управлени  переключает этот триггер в состо ние логической единицы (см фиг.2,д). С приходом импульса на тактовый вход триггер 4 снова обнул етс  и процесс

0 повтор етс . В случае работы инвертора в режиме непрерывного выходного тока выход триггера 4 переключаетс  из одного состо ни  в другое только за счет импульсов, поступающих на его R- и S-входы, так как

5 импульсы на тактовом входе отсутствуют. Таким образом, на врем  включени  тиристоров и диодов на выходе триггера 4 формируетс  высокий уровень сигнала, что позвол ет зафиксировать суммарную дли0 тельность протекани  тока тиристоров и диодов в течение периода работы инвертора 11. Одновибратор 5 с приходом на его вход импульсов управлени  (см фиг.2,в) формирует сигнал низкого уровн  с длительностью

5 То (см фиг.2,е), совпадающий с периодом собственной частоты коммутирующего контура инвертора 11. Сумматор сигналов 6 имеет два режима работы, определенных соотношением величины Т и То (см фиг.2,

0 д.е).

При Т То (см.фиг.2, д.е), что соответствует нахождению рабочей точки инвертора на правом склоне резонансной характеристики , на выходе сумматора б по вл етс 

5 сигнал отрицательного уровн  (см фиг.2,е), длительность которого равна величине разности Т0-Т. Это позвол ет в данном режиме работы на выходе фильтра 7 получить отрицательный уровень сигнала. При Т0 Т, что

0 соответствует нахождению рабочей точки инвертора на левом склоне резонансной характеристики , на выходе сумматора сигналов 6 по вл етс  сигнал положительной пол рности длительностью, равной величи5 не Т-То. Это позвол ет на выходе фильтра 7, в данном случае, получить положительный уровень сигнала. Таким образом, посто нна  составл юща  сигнала с выхода сумматора 6 принимает положительное или

0 отрицательное значение, которое и используетс  в качестве сигнала рассогласовани . Сигнал рассогласовани  поступает на вход управл емого задающего генератора 8, подстраива  его частоту таким образом, чтобы

5 рабоча  точка инвертора перемещалась в сторону максимума резонансной нагрузочной характеристики. Как видно принцип формировани  управл ющего воздействи  позвол ет осуществить подстройку частоты управлени  инвертором в область максимума мощности, отдаваемой в нагрузку даже тогда, когда режим экстремума мощности не совпадает с режимом полной компенсации нагрузочного контура (как, например, в случае сложной нескомпенсированной нагрузки ).

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ управлени  автономным инвертором , нагруженным на резонансную нагрузку , содержащим встречные диоды и коммутирующий контур, заключающийс  в том, что измер ют выходной ток инвертора и формируют управл ющие импульсы с заданной частотой,отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности настройки на резонансную частоту, фиксиру0

   5

   ют четные и нечетные полупериоды выходного тока инвертора и тока встречных диодов , в каждом четном полупериоде в момент включени  соответствующего вентил  формируют сигнал тока, продолжающийс  до окончани  тока встречного диода, и сигнал задани , длительность которого равна периоду собственной частоты коммутирующего контура, сравнивают длительности сигналов тока и задани , если длительность сигнала тока больше, то повышают частоту формировани  импульсов управлени  в следующих полупериодах, а если длительность сигнала тока меньше длительности сигнала задани  снижают частоту формировани  импульсов управлени .

   //

   6

   12

   1

   Фиг.1

   Сигнал на выходе тр-ра 1

   б

   Сигнал лиг С- бходе Я-тригге- раЬ

   (.угнал нв S-ftuxfe Д-трцгге- ра If

   V

   Сигналщ К-Входе д-трие- гера

   д

   Сигнал на выходе Д-трие- гера 4

   а

   Выход од- HoSufpa- irapa

   Сигнал /«ч выходе Т суцмато- раб L

   II