SU978299A1 - Устройство дл распределени мощности инвертора между N-нагрузками - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к преобразовательной технике в частности к устройствам автоматического распреде лени  и регулировани  мощности инвертора , работающего на несколько элект-д ротехнологических нагрузок, и может быть использовано в индукционных нагревательных установках с несколькими зонами нагрева.

Известны устройства распределени  ю мощности инвертора между несколькими нагрузками, содержащее узлы контрол  технологических параметров и силовые полупроводниковые ключи по числу нагрузок , с помощью которых нагрузки 15 поочередно подключаютс  к инвертору П и 2.

Недостатком этих устройств  вл етс  невысока  точность и недостаточно широкий диапазон регулировани  среднего значени  параметра каждой нагрузки , что св зано с тем. что частота .переключени  нагрузок невысока (не превышает -1 Гц) и фиксирована.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  устройство распределени  мощности инвертора между N-нагрузками, содержащее систему управлени  с управл емым задающим генератором, пересчетной схемой и N-каналами, каждый из которых содер жит. ключевую схему, датчик определени  частоты резонанса и релейнуй регул тор технологического параметра, входы которых св заны с соответствующей нагрузкой, а выходы - с входом ключевой схемы, причем вход ключевой схемы св зан также с пересчетной схе .мой, а выход - с управл ющим входом задающего генератора 33.

В известном устройстве инвертор на заданные пересчетной схемой интервалы времени настраиваетс  на резонанс соответствующей нагрузки, а при достижении заданной величины технологического параметра (температуры) сигнал релейного регул тора закрывает ключевую схему и оставшийс  период интер3978 вала времени, отведенного работе на данную нагрузку, инвертор работает на частоте, отличной от резонансной и не выдел ет в нагрузке значительной мощности . В случае, если включение какого-либо канала происходит в момент, когда мощность соответствующей нагруз ке не требуетс , инвертор все равно заданный интервал времени работает на этом канале в режиме малой мощноети , что неоправданоСнижает быстродействие , точность, сужает диапазон регулировани  мощности в других нагрузках , ухудшает использование мощности инвертора и его КПД. Цель изобретени  - расширение диапазона и повышение точности регулировани . . Дл  достижени  указанной цели в . устроиство распределени  мощности инвертора между N-нагрузками, содержащее систему управлени  с управл емым задающим генератором, пересчетнои схемой и N-каналами, каждый из которых содержит ключевую схему, датчик., определени  частоты резонанса и релейный регул тор технологического параметра, входы которых св заны с соответствующей нагрузкой, а выходы - с входом ключевой схемы, причем вход ключевой схемы св зан также с пересчетнои схемой , а выход - с управл ющим входом задающего генератора, введены N-BXOдова  схема совпадени , схема цифровой задержки, а также генератор временных интервалов и генератор импульсов сдвига со схемой переключени  их выходов, в каждый канал введена трехвходова  схема совпадени , первый вход которой соединен с соответствующим входом пересчетной схемы, второйс выходом релейного регул тора технологического параметра, третий - с шиной Пуск, а выход соединен с соответствующим входом N-входовой схемы :совпадени  и с входом ключевой схемы Сданного канала,.причем выход N-входо; вой схемы совпадени  соединен с разрешающим входом схемы цифровой задерж ки и с управл ющим входом схемы переключени  выходов генератора временных интервалов и генератора импульсов сдвига, выход которой подключен к входу .пересчетной схемы, причем счетный вход схемы цифровой задержки подключен к выходу задающего генератора, а выход ее соединен со схемой запрета прохождени  импульсов задающего генератора к инвертору. 4 Кроме того, генератор временных интервалов снабжен N-задатчиками временных интервалов, св занными с ним через ключевые схемы, управл ющие входы которых подключены к соответствующим входам пересчетной схемы. На фиг. 1 показана функциональна  схема устройства дл  на фиг. 2 временные диаграммы, по сн ющие принцип его действи  (номер слева указывает , на выходе какого элемента присутствует данный сигнал). Устройство содержит нагрузки 1-3, подключенные к инвертору , релейные регул торы 5-7 технологических параметров , датчики 8-10 определени  частоты резонанса, ключевые схемы 11-13, пересчетную схему 14, управл емый задающий генератор 15, схему 16 совпаjo Дени , схему 17 цифровой задержки, генератор 18временных интервалов, ;генератор 19 импульсов сдвига, схему переключени  выхода генераторов 18 и 19 на логических элементах 20-23 схемы совпадени , схему 27 запрета прохождени  импульсов задающего генератора к инвертору, задатчики 2830 временных интервалов с ключевыми схемами 31-33. Устройство работает следующим образом . Импульсы задающего генератора 15 через схему запрета прохождени  импульсов поступает на тиристоры инвертора i, В зависимости от частоты f выходна  мощность инвертора выдел етс  .поочередно в нагрузках 1-3В том случае, когда технологические параметры всех нагрузок еще не достигли заданной величины, схема работает в режиме, показанном на диаграммах фиг. 2 как Режим 1. В этом режиме на выходах релейных регул торов технологического параметра присутствуют сигналы логической единицы , и схемы совпадени  сигналом логического нул  на своих выходах разрешают работу ключевых схем 11-13Временные интервалы и пор док включени  ключевых схем заданы генератором .18 временных интервалов и пересчетной схемой И.. Поскольку на выходе схемы ;1б совпадени  в этом режиме всегда сигнал логической единицы, через схему переключени  на элементы 20-23 на вход пересчетнои схемы проход т импулвсы генератора 18 временных интервалов (моменты t , t, t.., ) . Частота этих импульсов по крайней мере

ниже частоты задающего генератора инвертора , Режим 2 возникает, когда по вл етс  сигнал запрета логическо го нул  на одном или нескольких выходных релейных регул торов, в данном случае на выходе регул тора 5. В этом случае при установке пересчетной схемы 14 в состо ние,.при котором должна включатьс  схема 24 совпадени , она не включаетс , а если уже была включена , то выключаетс , и на всех входах схемы 16 совпадени  устанавливаютс  сигналы логической единицы, схема 16 включаетс , в результате чего выход генератора 19 импульсов сдвига. 15 через элементы 22 и 20 св зываетс  с входом пересчетной схемы 14. Период следовани  импульсов генератора 19 :выбираетс  не большим периода следо|вани  импульсов задающего генератора, поэтому уже в момент t, т. е. с минимальной заде1зжкой, пересЧетна  схема 14 переводитс  в состо ние, соответствующее включению следующего канала - схемы 25 совпадени  и ключевой 25 схемы 12, Схема 16 совпадени  выключаетс  и схема переключени  на.элементах 20-23 вновь подключаетс  к вхо ду пересчетной схемы 14 и выходу генератора 18 временных интервалов, Включение в момент i третьего канала производитс  по-сигналу генератора 18, . В момент 1 снова включаетс  схе ма 16 совпадени  и в момент tg проис ходит сдвиг пересчетной схемы на вто рой канал. Таким образом, при по вле нии сигнала запрета по технологическому параметру какой-либо нагрузки схема практически мгновенно переводитс  на работу следующего канала, что устран ет неоправданные паузы в распределении мощности по нагрузкам. Режим 3 на фиг, 2 характеризует с  наличием запрета по технологическому параметру всех каналов (нагрузок ) . На выходах схем 24-2б совпадени  устанавливаютс  сигналы логической единицы, включаетс  схема 1б сов падени  и к входу пересчетной схемы 14 подключаетс  выход генератора импульсов сдвига (момент tj). Начина  с этого момента происходит счет импульсов задающего генератора схемой 17 цифровой задержки. Ключевые схемы 11-13 заперты, управл ющие сигналы на входе задающего генератора 15Отсутствуют , и он работает на минималь ной частоте, соответствующей минимуму мощности инвертора (см. график Р, Pg, РЗ, фиг. 2).

Claims (3)

1. В реальной схеме сброс мощности происходит плавно, что достигаетс  введением инерционных элементов на входах задающего генератора. В противном случае энерги , запасенна  вовходном дросселе инвертора, вызовет перенапр жени  на тиристорах и других элементах схемы. Поэтому сн тие управл ющих импульсов с тиристоров инверторов безопасно лишь после окончани  переходного процесса сброса мощности , который длитс  определенное 20 число периодов выходного тока (импульсов задающего генератора). Коэффициг, ент пересчета схемы цифровой задержки 17 выбран.не меньшим этого числа периодов . После окончани  счета импульсов в момент Цд на выходе схемы 17 цифровой задержки по вл етс  сигнал логического нул , запрещающий прохождение задающего генератора 15 через схему 27 к инвертору 4. Инвертор отключаетс  вплоть до сн ти  запрета по технологическому параметру хот  бы в одном канале, Задатчики 28-30 временных интервалов , подключаемые к генератору 18 через ключевые схемы сигналами перёсчетной схемы 14, служат ручной или автоматической установки соотношени  интервалов работы инвертора на различные нагрузки, причем интервал работы на данную нагрузку оп редел етс  исход  из необходимой средней мощности этой нагрузки из выражени  г I средн   мощность К-й нагрузки; мгновенна  мощность К-й нагрузки; СТ. Ki остаточна  мощность К-й нагрузки во врем  работы на частотах других нагрузок; врем  работы на К-ю нагрузку . При высокой добротности нагрузочных контуров величиной можно пренебречь . ; . Использование предлагаемой схемы позвол ет существенно повысить точ797 ность регулировани  технологических параметров нагрузок, расшир ет диапазон регулировани  мощности в каждой из нагрузок. Это достигаетс  за счет устранени  длительных пауз внутри временных интервалов работы на каждую нагрузку и Sa счет более полного использовани  мощностиинтервала. Мощность может либо полностью подаватьс  в одну из нагрузок, либо распредел тьс  между нагрузками в заданном соотношении. Формула изобретени  1. Устройство дл  распределени  мощности инвертора Между М-нагрузками , содержащее систему управлени  с управл емым задающим генератором, пе расчетной схемой и N-каналами, каждый из которых содержит ключевую схе му, датчик определени  частоты резонанса и релейный регул тор технологи ческого параметра, входы которых св  заны с соответствующей нагрузкой, а выходы - с входом ключевой схемы, причем вход ключевой схемы св зан так же с пересчетной схемой, а выход - с управл ющим входом задающего генератора , отличающеес  тем, что, с целью расширени  диапазона и повышени  точности регулировани , в него введены N-входова  схема совпадени , схема цифровой задержки, а так же генератор временных интервалое и генератор импул.ьсов сдвига со схемой 9 переключени  их выходов, в каждый канал введена трехвходова  схема совпадени , первый вход которой соединен с соответствующим выходом пересчетной схемы , второй - с выходом релейного регул тора технологического параметра, третий - с шиной Пуск, а выход соединен с соответствующим входом N-BXOдовой схемы совпадени  и с входом ключевой схемы данного канала, причем выход N-входовой схемы совпадени  соединен с разрешающим входом схемы цифровой задержки и с управл ющим входом схемы переключени  выходов генератора временных интервалов и генератора импульсов сдвига, выход которой подключен к входу пересчетной схемы, причем счетный, вход схемы цифровой задержки подключен к выходу задающего генератора, а выход ее соединен со схемой запрета прохождени  импульсов задающего reHepaiTopa к инвертору. 2.. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с   тем, что генератор временных интервалов снабжен N-задатчиками временных интервалов, св занными с ним через ключевые схемы, управл ющие входы которых подключены к соответствующим выходампересчетной схемы. Источники информации, прин тые во -внимание при экспертизе . 1. Патент Японии W 51-28133, кл. Н 02 М 7А8, 1976.
2. 2.Патент США№ 3717807, кл.321-27, 1973.
3. 3. Авторское свидетельство СССР М° 657571, кл. Н 02 Р 13/16, 1979.

   фаг. /