Способ управления резонансным инвертором Советский патент 1988 года по МПК H02M7/515 

(Л

с:

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в источниках питания электротехнологических установок. Цель изобретения - упрощение процесса управления инвертором. В данном способе используется широтно-импульсное управление инвертором, т.е. мощность инвертора в режиме прерьтистого входного тока определяется скважностью пачек импульсов управления при фиксированном периоде следования пачек равном периоду генератора пилообразного напряжения. 2 ил. (О

со

оо

ел 1чЭ

о со

1П

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках питания электротехнологических установок повышенной частоты.

Цель изобретения - упрощение процесса управления инвертором.

На фиг.1 показана функциональная схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит инвертор 1, состоящий из вентиля, коммутирующего конденсатора, коммутирующей индуктивности и нагрузки, входного дросселя, сглаживающего входной ток Id, ко входу которого приложено постоянное напряжение Ud от источника с односторонней проводимостью, которая пока

зана на фиг.1 диодом 2, компаратор 3,20 вход триггера 4 с каждой паузой в

триггер 4, генератор 5 пилообразного напряжения (ГПН), компаратор 6, источник регулирующего напряжения (регулятор) 7, задающий генератор (ЗГ) 8, элемент И 9.

На фиг.2 обозначены U - выходное напряжение i-ro по фиг.1 блока; Id - входной ток инвертора.

Устройство,реализующее предлагаемый способ, работ-ает следующим образом.

При непрерывном входном токе Id инвертора 1 (начальная часть временных диаграмм фиг,2) диод 2, по которому протекает ток Id, постоянно открыт и напряжение на выходе компаратора 3 равно нулю, поскольку потенциалы обоих его входов равны (если не учитывать незначительную величину падения напряжения на смещенном в прямом направлении диоде 2, что легко компенсируется балансировкой компаратора 3),

При этом, реализуется частотный метод управления инвертором, поскольку сигнал регулятора 7 постоянно превышает величину сигнала ГПН 5, триггер 4 удерживается в состоянии 1 сигналом компаратора 6, приложенном к S-входу. Импульсы ЗГ 8 беспрепятственно проходят через элемент И 9 на вентиль В инвертора 1.

Частота ЗГ зависит от величины сигнала регулятора 7 и при его уменьшении снижается. При понижении частоты работы инвертора, снижается его выходная мощность и, следовательно, входной ток.

При некоторой величине си1-нала регулятора 7, которой соответствует частота ЗГ, равная ц,у„ , наступает режим прерывистого входного тока инвертора. Амплитуда сигнала ГПН 5 выбирается таким образом, чтобы при значениях частоты инвертора, находящихся вблизи f , величины сигналов ГПН 5 и регулятора 7 приблизительно сравнялись. Этим обеспечивается плавность перехода к ШИМ-управлению.

Разрешение на переход к ШИМ-управлению выдается компаратором 3 при наступлении режима прерывистого тока. В паузах между треугольными импульсами входного тока Id на диоде 2 появляется напряжение, что приводит к опрокидыванию компаратора 3. На С5

0

5

0

5

0

5

токе Id поступают импульсы.

Когда амплитуда сигнала ГПН 5 на- чинает превышать величину сигнала ре- .|Гулятора 7, происходит опрокидывание компаратора 6 и снятие установочного сигнала с S-входа триггера 4, После этого первым же импульсом с выхода компаратора 3 происходит переключение триггера 4. С его выхода снимаются стробирующие импульсы, которые запрещают в паузах между ними прохождение импульсов ЗГ 8 на инвертор 1 через элемент И 9. При этом, формируется пауза в последовательности управляющих импульсов и 9 (фиг.2), поступающих на вентиль В инвертора 1.

По окончании периода работы ГПН 5 его выходной сигнал опять становится меньше сигнала регулятора 7, компаратор 6 опрокидывается в первоначальное положение, устанавливая триггер 4 вновь в единичное состояние, и разрешая тем самым прохождение импульсов ЗГ 8 через элемент И 9 на инвертор 1 .

При дальнейшем уменьшении величины сигнала регулятора 7, как видно из фиг.2, длительность паузы увеличивается.

Таким образом, получаем широтно- импульсный метод управления инвертором 1, когда мощность инвертора 1 в режиме прерывистого входцого тока определяется не только частотой, но и скважностью пачек импульсов управления, при фиксированном, равном периоду ГПН 5, периоде следования пачек. Этим достигается расширение диапазона регулирования мощности.

Момент перехода к ШИМ-управлению определяется условием возникновения режима прерывистого входного тока инвертора. Действительно, если в результате изменения параметров нагрузки или других причин, изменится вид зависимости мощности инвертора от частоты, и момент равенства ампли- ту;п;ы ГПН 5 и величины сигнала регулятора 7 наступит при величине частоты значительно превышающей перехода к ШИМ-управлению не произойдет, поскольку при этом не наступит режима прерывистого входного тока,

Предлагаемый способ обладает простотой определения интервала 111ИМ-уп- равления, поскольку технические средства контроля режима прерывистого входного тока проще, чем средства определения второй производной мощности по частоте, необходимых в известном способе.

Данньй способ более выгоден энер- гетически, поскольку в известном способе, где момент перехода к ШИМ-ре- гулированию может происходить и в режиме непрерывного входного тока, т.е в ненулевых начальных условий, пос- кольку во входном дросселе при этом остается запасенной некоторая энергия. В предлагаемом способе такие ситуации исключены, кроме того, существует автоматическая коррекция момента перехода к ШИМ-регулированию при изменениях вида зависимости мощности инвертора от частоты, вызванной изменениями параметров нагрузки.

Формула изобретения

Способ управления резонансным инвертором, заключающийся в том, что формируют .управляющий сигнал, после-- довательность импульсов управления вентилями инвертора с частотой, пропорциональной величине управляющего сигнала, последовательность стро- бирующий импульсов постоянной частоты, длительность которых пропорциональна величине управляющего сигнала, определяют интервал широтно-им- пульсного регулирования и на указанном интервале блокируют импульсы управления в паузах между стробирующи- ми импульсами, отлича-ющий- с я тем, что, с целью упрощения, контролируют прерывистый режим входного тока инвертора, а интервал .ши ротно-импульсного регулирования задают равным интервалу прерывистого режима входного тока инвертора.

Фиг.1

Упра§ляютий сигнал