Способ управления преобразователем частоты со звеном постоянного тока Советский патент 1988 года по МПК H02M5/44 

4 4:

СО О

со

11

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователями технологических процессов с использованием, например, индукционного нагрева.

Целью изобретения является повышение надежности работы преобразователя, .,

На фиг. 1 приведена схема устрой- сзрва, реализующего способ управления; на фиг. 2 - диаграмма изменения сигналов на выходах отдельных узлов схемы в процессе управления.

Устройство содержит управляемьй генератор 1, распределитель 2 импульсов управления вентилями инвертора, датчик 3 выходного параметра, блок 4 умножения, сумматор 5, фильтр 6,счетчик 7, дешифратор 8, интегратор 9 с входом обнуления и запоминания, блок IО выборки и хранения с информационным и тактирующими входами, блок управления выпрямителем, содержащим синхронизатор И, датчик 12 ограничиваемого параметра, блоки 13 сравнения, блоки 14 умножения и сумматор 15. Преобразователь состоит из инвертора 16 и выпрямителя 1 7. Выход датчи ка 3 соединен с первым входом сумматора 15. Выходы датчиков 12 подключены к входам блоков 13, выходы которых соединены с входами блоков 14, Выходы блоков 14 соединены с входами сумма- тора 5, выход которого соединен с первым входом блока 4, на второй вход которого подается сигнал с первого выхода дешифратора 8, выход блока 4 соединен с информационным входом ин- тегратора 9, на вход обнуления которого подается сигнал с второго выхода дешифратора В, а на вход запоминания - сигнал с третьего выхода де- пифратора. Выход интегратора соедине с информационным входом блока 10, на тактирутаций вход которого подается сигнал с.третьего выхода дешифратора 8. Выход блока 10 соединен через фильтр 6 с первым входом сумматора 5 на второй вход которого подается: сигнал с первого выхода дешифратора 8. Выход сумматора соединен с входом управляемого задар)Щего генератора 1.

Выход генератора 1 соединен с распределителем 2 импульсов управления вентилями инвертора 16. Выход синхронизатора 11 блока управления выпрямителем 17 соединён с входом счетчи

0

5

0

5

0 с 0 д

5

ка 7, выход которого соединен с входом дешифратора 8.

Устройство работает следующим образом.

При использовании датчика 3 в цепи постоянного потребляемого тока и необходимости подстройки преобразователя частоты в режим максимума входного тока, что соответствует максимуму выходной мощности преобразователя частоты, выходной сигнал датчика 3 при работе преобразователя на нагрузку резонансного характера имеет вид, изображенный на диаграмме (фиг, 2а) Диаграмма приведена без учета пульсаций постоянного напряжения питающего автономный инвертор. При изменении частоты выходного напряжения преобразователя и при изменении параметра нагрузки изменяются ограничиваемые параметры. Пример изменения сигнала на выходе датчика 12 приведен на диаграмме (фиг. 2б), При превышении в процессе регулировки ограничиваемым параметром своего допустимого уровня появляется сигнал на выходе блока 13, С выхода блока 13 (фиг. 2в) сигнал поступает на блок 14. Сигнал с блока 14 (фиг. 2г) поступает на сумматор 15, где вычитается из сигнала датчика 3..

Сигнал с выхода сумматора 15 (фиг. 2д) поступает на блок 4. Из диаграммы (фиг. 2д) йидно, что в момент достижения ограничиваемым параметром своего допустимого уровня сигнал на входе блока 4 достигает экстремума. Дальнейшее регулирование приво- 1дит к уменьшению сигнала на входе блока 4,

С выхода синхронизатора 11 блока управления выпрямителей на вход счетчика 7 поступают синхроимпульсы, соответствующие частоте пульсаций постоянного напряжения, питающего автономный последовательный инвертор 16, Счетчик 7 считает синхроимпульсы, С выхода счетчика 7 сигнал поступает на деши}1ратор 8.

При этом один и тот же сигнал с первого выхода дешифратора 8 поступает одновременно на канал подстройки частоты задающего генератора 1 через сумматор 5 и на вход блока 4, обеспечивая синхронно с частотой смену знака входного информационного сигнала. Сформированный таким образом информационный сигнал поступает на вход

314Д3097

нтегратора 9, который сигналом с третьего выхода депшфратора 8 перевоится в режим Запоминание. Этим сигналом блок 10 переводится в режим выборки. Сигналом с второго выхода ешифратора 8 в интеграторе 9 осуще- твляется сброс выходного сигнала и, таким образом, инвертор 9 подготавливается к очередной операции последо- ю ательного интегрирования - вычитания нформационного сигнала. С выхода интегратора 9 сигнал поступает на вход блока 10, который в течение сигнала, оступающего с третьего выхода дешиф- 15 атора 8, осуществляет выборку инормации, находясь все остальное время в режиме хранения.

С выхода блока 10 сформированный результирующий сигнал через фильтр 6, 20 сглаживающий динамические толчки интервалов выборки, поступает на второй вход сумматора 5 и вызывает двиение рабочей точки по резонансной характеристике нагрузки в сторону 25 вновь сформированного с учетом сигна-ч ла ограничения экстремума. Постоянный весовой коэффициент блока 14 определяет точность подстройки на экстремум .30

ст ав Ф ча за пе ст ци пр хо ми но че но ни пе зн су ра то си ин те ра ра ют па па ре ур пр ют но ян ве по мо ве ло во по ме

Преобразователь частоты при предлагаемом способе управления может работать как стабилизатор. Например, выбрав в качестве ограничиваемого па- раметра выходную мощность преобразователя, можно стабилизировать ее на любом необходимом уровне, что требуется в некоторых технологических процессах с использованием индукционно- го нагрева.

Применение предлагаемого способа позволяет значительно повысить на- дежность работы преобразователя ча5

5 0

5 0

5

стоты и увеличить ресурс времени безаварийной работы преобразователя. Формула изобретения Способ управления преобразователем частоты со звеном постоянного тока, заключающийся в том, что формируют переменное напряжение постоянной частоты, синхронное с частотой пульсаций входного напряжения инвертора преобразователя частоты, измеряют выходную мощность преобразователя, формируют сигнал поиска экстремума выходного параметра преобразователя, для чего интегрируют произведение выходного параметра и переменного напряжения на каждом периоде сформированного переменного напряжения и запоминают значение интеграла в конце периода, суммируют запомненное значение интеграла с сигналом задания частоты инвертора и преобразуют результирующий сигнал в частоту импульсов управления инвертором, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы преобразователя частоты, выбирают ограничиваемые параметры, задают допустимые уровни ограничиваемых , параметров, измеряют ограничиваемые параметры, определяют разности измеренных параметров и их допустимых уровней, фиксируют знак разности и при положительных разностях формируют сигналы ограничения, для ЧЕГО умножают полученные разности на постоянные весовые коэффициенты, в качестве указанного выходного параметра используют разность измеренной выходной мощности и сигналов ограничения, а весовые коэффициенты выбирают из условия получения отрицательной производной выходного параметра с момента появления положительных разностей измеренных параметров и их допустимых уровней.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразователях частоты. Цель изобретения - повьшение надежности работы преобразователя. В способе управления преобразователем интегрируют произведение выходного параметра и переменного напряжения и суммируют запомненное значение интеграла с сигналом задания частоты инвертора. Результирующий сигнал преобразуют в частоту импульсов управления. В качестве выходного параметра используют разность измеренной выходной мосщости и сигналов ограничения. Сигналы ограничения формируют при положительных значениях разностей измеренных ограничи- ваемых параметров и их допустимых 5 уровней. 2 ил. сл