Устройство для управления автономным инвертором Советский патент 1986 года по МПК H02M7/48 

редную группу тиристоров будут подаваться импульсы управления. При равенстве чисел, записанных в счетчиках 13 и 14, на выходе блока сравнения 15 устанавливается сигнал логической единицы, что свидетельствует о том, что с момента подачи предыдущего импульса управления прошел интервал вре

1

Изобретение относится к преобраэо .нательной технике и предназначено для управления резонансными ин верто- рами, питающими, в частности, установки индукционного нагрева.

Целью изобретения является повышение эффективности использования тиристоров инвертора при получении требуемых мощности и напряжения нагрузки.

На фиг. 1 представлена структурна схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип записи числа, пропорционального длительности полуволны свободных колеба НИИ, возникающих в нагрузке; на фиг. З - временные диаграммы, поясняющие принцип формирования импульсов управления .

Датчик 1 обратного напряжения ти- ристоров соединен с динамическим S-входом RS-триггера 2, выход которого подключен к управляющему входу первого блока 3 запрета, через который в свою очередь генератор 4 такто вых импульсов связан с входом первого счетчика 5. Один из входов первого блока 6 сравнения связан с выходом счетчика 3, а другой подключен к источнику 7 параллельного кода. За- датчик 8 времени паузы, датчик 9 нулевого тока инвертора, датчик 10 тока нагрузки подключены к входам первого конъюнктора 11, выход которого . связан с управляющим входом второго блока 12 запрета и с динамическим вх дом установки нуля третьего счетчи-- ка 13. Генератор 4 связан также напрямую и через блок 12 запрета с тактовыми входами, соответственно, вто- рого счетчика 14 и третьего счетчика 13. Выходы счетчиков 13 и 14 подключены к входам второго цифрового

мени, равный полупериоду собственной частоты нагрузочного контура, т.е. настал момент подачи очередного импульса управления. Этому условию соответствует одновременное совпадение во времени логических единиц на выхоп дах блоков сравнения 6 и 15, которое является коньюнктором 16, 3 ил.

0

5

0 25 -

30

35

блока 15 сравнения. Выходы блока 6 запрета и блока 15 сравнения подклю- чены к входам второго конъюнктора 16, который через формирователь 17 импульсов управления связан с R-входом триггера 2, с динамическими входами установки нуля счетчиков 5 и 14, а также с внешним по отношению к предлагаемому изобретению устройством.

На фиг. 2 временные диаграммы соответствуют: 18 - сигналу на выходе задатчика 8 времени паузы; 19 - сигналу на выходе датчика 9 нулевого тока инвертора-, 20 - сигналу на выходе датчика 10 тока нагрузки; 21 - сигналу на выходе счетчика 13.

На фиг. 3 временные диаграммы соответствуют: -22 - сигналу на выходе датчика 1 обратного напряжения тиристоров-, 23 - сигналу на выходе счетчика 5; 24 - счгналу на выходе источника 7 параллельного кода; 25 - сигналу на выходе блока 6 сравнения J

26- сигналу на выходе счетчика 14,

27- сигналу на выходе счетчика 13;

28- сигналу на выходе блока 15 сравнения; 29 - сигналу на выходе формирователя 17 импульсов управления.

о

Принцип записи в счетчик числа, пропорционального длительности полуволны свободных колебаний в нагрузочном контуре (фиг, 2).

В момент времени tj на выходе элемента 8 появляется сигнал паузы, указывающий на снятие импульсов управления . В момент времени t на выходе ;элемента 9 появляется сигнал, указывающий на то, что ток по элементам схемы инвертора прекращен. С этого момента в нагрузке начинаются затухающие колебания с собственной частотой нагрузочного колебательного

контура. В момент на третий вход схемы 11 приходит импульс, равный полупериоду вышеупомянутых колебаний которьй длится до t. Одновременно на выходе элемента 11 формиру- ется сигнал, разрешающий прохождение тактовых импульсов с генератора 4 через схему запрета 12 на тактовый вход счетчика 13. Одновременно по динамическому входу установки нуля про исходит сброс числа, ранее записанного в этом счетчике. В момент t кончается полуволна свободных колебаний в нагрузочном контуре и на счетчик 13 перестают проходить так- товые импульсы из-за запирания блока 12 запрета. Записанное новое число сохраняется до следующего совпадения сигналов 18, 19 и 20, а после окончания сигнала паузы оно использу ется как эталонное для формирования временного интервала между импульсами управления.

Принцип формирования импульсов управления (фиг. 3).

Как только к какой-нибудь группе тиристоров инвертора прикладывается обратное напряжение, датчик 1 обратного напряжения формирует сигнал (момент времени t), разрешающий прохож дение тактовых импульсов на счетчик 5 через блок 3 запрета с генератора 4. К моменту начала счета счетчик 5 установлен в ноль, при этом на выходе схемы 6 сравнения образуется на- пряжение логического О. В момент времени t,когда число на выходе счетчика 5 сравняется с числом, за- пис анным в источнике параллельного кода,, на выходе схемы 6 сравнения устанавливается сигнал логической 1 Так как в источнике параллельного кода записано число, равное минимально допустимому времени запирания тиристоров, то с момента t можно по- давать импульсы управления на очередную группу тиристоров. В момент С-, число на выходе счетчика 14 сравнивается с числом, записанным в счетчике 13. На выходе блока 15 сравнения ус- танавливается сигнал логической 1, Следовательно, с момента подачи пре- дыдуп его импульса управления прошел интервал времени, равный полупериоду собственной частоты нагрузочного кон тура, т.е. настал момент подачи очередного импульса управления, оптимального с точки зрения эффективного

использования тиристоров, т.е. если к моменту времени на запираемые тиристоры прикладывается обратное напряжение в течение необходимого времени, то настает момент формирования ново-, го импульса управления. Этому условию соответствует одновременное совпадение по времени логических единиц на выходах блоков 6 и 15, которое выяв- .ляется вторым конъюнктором 16. В опи- санном случае это произошло в момент tj. Одновременно с началом формирования импульса управления происходит обнуление счетчиков 5 и 14 по динамическим входам установки нуля и пере- брос RS-триггера, что прекращает поЧ дачу тактовых импульсов на счетчик 5. С момента начала счета счетчиком 14 нового числа начинается новый цикл на формирование очередного импульса управления, который формируется в момент t.j.

Допустим, в интервале времени tq-t|p происходит запись нового числа в счетчик 13 по алгоритму, объясненному по диаграммам на фиг. 2. В этом случае блок 15 сравнения срабатывает в момент t,, , т.е. раньше, чем блок 6 сравнения, который срабатывает в момент t

1-2

Импульс управления в этом случае сформируется в момент t,2 , т.е. по предельному времени запирания тиристоров.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает надежную работу :инвертора, кроме того, благодаря минимально допустимому времени запирания тиристора дает возможность более эффективно использовать тиристоры инвертора, за счет подстройки частоты следования импульсов управления под собственную частоту нагрузочного контура. Это-в свою очередь повышает .срок службы тиристоров, снижает в них потери, что приводит к повышению КПД преобразователя в целом.

Формула изобретения

Устройство для управления автономным инвертором, содержащее датчик обратного напряжения тиристоров, генератор тактовых импульсов, связанный через первый блок запрета с тактовым входом первого счетчика, выход которого подключен к одному из входов первого цифрового блока сравнения, к другому входу которого подключен источник параллельного кода, отличающееся тем, что, с целью повьшения эффективности использования тиристоров инвертора при получении требуемых мощности и напряжения нагрузки, введены КЗ-триггер с динамическими входами, задатчик времени паузы, датчик нулевого тока инвертора, датчик тока контура нагрузки.

первьй конъюнктор, второй блок запре- 10 соединен с управляющим входом второ- та, второй и третий счетчики, второй го блока запрета и с динамическим цифровой блок сравнения, второй конъ- входом установки нуля третьего счет- юнктор и формирователь импульсов уп- чика, выходы обоих блоков сравнения равления, причем датчик обратного на- подключены к входам второго конъюнк- пряжения тиристоров подключен к S- 15 тора, выход которого через формиро- входу RS-триггера, выход которого подключен к управляющему входу первого блока запрета, генератор тактовых импульсов соединен непосредственно и

ватель импульсов управления связан с R-входом RS-триггера и с динамическими входами установки нуля первого и второго счетчиков.

я

127732Г6

через второй блок запрета с тактовы- ми входами соответственно второго и третьего счетчиков, выходы которых подключены к входам второго цифрово- 5 го блока сравнения, к входам первого конъюнктора подключены эадатчик времени паузы, датчик нулевого тока инвертора и датчик тока контура нагрузки, выход первого конъюнктора

соединен с управляющим входом второ- го блока запрета и с динамическим входом установки нуля третьего счет- чика, выходы обоих блоков сравнения подключены к входам второго конъюнк- тора, выход которого через формиро-

ватель импульсов управления связан с R-входом RS-триггера и с динамическими входами установки нуля первого и второго счетчиков.

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для управления резонансными инверторами. Целью изобретения является повышение эффективности использования тиристоров инвертора при чении требуемых мощности и напряжения нагрузки. Датчик обратного напряжения 1 формирует сигнал, разрешающий прохождение тактовых импульсов на счетчик 5. Когда на его выходе число сравняется с числом, записанным в источнике параллельного кода, на оче(Л fpu.z.1

ipuz.2

12

Фил.5