Статический преобразователь частоты Советский патент 1989 года по МПК H02M7/44 

(Л

ел

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках питания электротермических установок. Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения. Преобразователь содержит инверторы 7 и 10, входы которых соединены параллельно и подключены к нагрузке 12. Параллельно нагрузке 12 включены также датчики напряжения 13 и 14, тиристорный ключ 27 и резонансный фильтр 28. Если выходное напряжение искажено, то устройство обеспечивает включение тиристорного ключа 27 и резонансного фильтра 28, настроенного на вторую гармонику. В результате уменьшается доля второй гармоники в составе выходного напряжения. 2 ил.

Д/г./

315

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано н электротермических установках, в источниках гштания куэнеч- ных индукционных нагревателей.

Целью изобретения является повышения качества выходного напряжения

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг,2 - Ерсг:енные диаграммы работы статического преобразователя частотьь

Статический преобразователь частоты содержит делитель 1 частоты, вход которого соединен с выходом за- дающего генератора 2, первый выход делителя 1 частоты (выход f) соединен с первыми входами элементов И.ПИ-НЕ 3 и И-11Е 4, второй выход делителя 1 частоты (выход 2f) соединен с первы- ми входами элементов ИЛИ-НЕ 3 и И-НЕ 4 и первым входом блока 5 регулируемой задержки, выход которого соединен с первым входом первого элемента И 6 , второй вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ 4, управляющий вход первого инвертора 7 через первый формирователь управляющих импульсов инвертора 8 подключен к выходу элемента И-НЕ 4, выход первого элемента И 6 соединен с первым г. - дом элеме 1та ИЛИ 9, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ- НЕ 3, а выход - с управляющим входом второго инвертора 10 через второй формирователь управляющих импульсов инвертора 11, два силовых выхода каждого инвертора 7 и 10 соединены параллельно, а к ним подключена нагрузка 12, параллельно которой вклю- чей первый датчик 13 напряжения, управляющий выход которого соединен с вторым входом блока 5 регулируемой задержки, второй датчик 14 напряжения, включенный параллельно нагруз- ке 12, управляющий выход которого через две последовательно соединенные цепи подключен к соответствующим входам сумматора 15, причем первая цепь

состоит из последовательно соеду1нен- ных первого вьшрямителя 16, первого НЧ фильтра 17, инвертирующего элемента 18, а вторая иетвь - из последовательно соединенных ВЧ фильтра 19, второго выпрямителя 20, второго НЧ фильтра 21, выход сумматора 15, через пороговый элемент 22 соединен с первыми входами второго 23 и третьего 24 элементов И, вторые входы которых

5 0 5 Q r д з

0

5

044

подключены к задающего генератора 2, третий вход второго элемента И 23 через компаратор 25, подключен к управляющему выходу второго датчика 14 напряжения, третий вход третьего элемеьгта И 24 через элемент НЕ 25 подключен к выходу компаратора 25, последовательно соединенные тиристорный ключ 27 и резонансный фильтр 28, подключенные параллельно нагрузке 12, причем первый управляющий вход тиристорного ключа 27 через третий формирователь 29 импульсов подключен к выходу второго элемента И 23,второй управляющий вход тирис- ториого ключа 27 через четвертый формирователь 30 импульсов подключен к выходу третьего элемента И 24,

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 2 вырабатывает импульсы прямоугольной формы с частотой 32 f. Эти импульсы поступают на делитель 1 частоты, который имеет два выхода 2f и f (фиг.2,а и б), причем выходная частота инвертора равна f. Эти импульсы поступают на входы зпементов РШИ-НЕ 3 и И-НЕ 4 и на первый вход блока 5 регулируемой задержки, на выходе которых формируются импульсные команды (фиг,2, г,в,д). В зависимости от сигнала на втором входе блока 5 регулируемой задержки даительность импульса на выходе этого блока изменяется в диапазоне -О - Т (фиг.2,е), где , что обеспечи- зается элементами И 6 и ИЛИ 9, В результате на первый инвертор 7 им- лульсы управления поступают через первый формирователь управляющих импульсов инвертора 8, а на второй liHsepTop 10 через второй формирователь управляющих импульсов инвертора 11. Инверторы 7 и 10 соединены параллельно по высокой частоте и под ключены к нагрузке 12, параллельно по высокой частоте и подключены к нагрузке 12, параллельно которой под ключен первый датчик 13 напряжения, управляюЕщй выход которого подключен к второму входу блока 5 регулируемой задержки. Это обеспечивает фазовое регулирование инверторами 7 и 10 г:: высокой частоте. При разгрузке инверторов 7 и 10 и определенном регулирующем воздействии искажается выходное напряжение. Наряду с первой (основной ) гармоникой в составе вы515

ходкого напряжения инверторов 7 и 10 появляется вторая гармоника. Сигнал, пропорциональный выходному напряжению, с второго датчика 14 напряжения поступает на две параллельные цепи. Цепь, состоящая из блоков 16-18, вырабатывает сигнал, пропорциональный полному выходному напряжению, а цепь 19 - 20-21 - сигнал, пропорциональный первой гармонике напряжения. Оба сигнала суммируются в блоке 15 в том случае, если сумма превьшает некоторое значение, задаваемого пороговым элементом 22, на выходе блока 22 формируется прямоугольный импульс, который поступает на первые входы второго 23 и третьего 24 элементов И„ На вторые входы этих же элементов поступают прямоугольные импульсы с частотой 32 f. Данная частота может быть увеличена, но она не может быть меньше, так как с ее уменьшением ухудшается качество выходного напряжения на нагрузке 12. Компаратор 25 вырабатывает прямоугольный импульс, длительность которого равна дпительности положительной части сигнала, пропорционального выходному напряжению инверторов, В противном случае сигнал на выходе компаратора равен нулю. Выход компаратора 25 соединен с третьим входом второго элемента И 23 и через элемент НЕ 26 с третьим входом элемента И 24, Элементы И 23 и 24 вырабатывают сигналы на формирование импульсов управления тиристорным клю- чем 27, последовательно с которым включен резонансньш фильтр 28, В результате резонансный фильтр подключается параллельно нагрузке 12 через тиристорный ключ только в том случае, когда искажается выходное напряжение, а учет подключения требуемого тиристора в ключе 27 определяется элементами 25 и 26 Если выходное напряжение на нагрузке близко к синусоидальному, на выходе порогового элемента 22 сигнал равен нулю и импульсы управления тиристорным ключем не формируются.

Включение тиристоров, а значит подключение фильтра, настроенного на вторую гармонику, на выходе инверторов приводит к уменьшению доли второй гармоники в составе выходного напряжения, чем к достигается повышение качества выходного напряжения.

7104

Формула изобретения

Статический преобразователь частоты, содержащий делитель частоты с двумя выходам f и 2f, где f - частота выходного напряжения инвертора частоты, вход которого соединен с выходом задающего генератора, первый

0 выход делителя частоты соединен с первыми входами элементов UTOi-HE и И-НЕ, второй выход делителя частоты соединен с вторыми входами элементов ИЛИ-НЕ и И-НЕ и первым входом блока

5 регулируемой задержки, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ, управляющий вход первого инвертора через

0 первый формирователь управляющих им- пульсов инвертора подключен к выходу элемента И-НЕ, выход первого элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен

5 с выходом элемента ИЛИ-НЕ, а выход - с управляющим входом второго инвертора через второй формирователь управляющих импульсов инвертора, а к выходам инверторов подключен первый дат0 чик напряжения, управляющий выход которого соединен с вторым входом блока регулируемой задержки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества выходного напряже, ния, статический преобразователь частоты снабжен вторым датчиком напряжения, подключенным к выходам инверторов, тиристорным ключом с двумя управляющими входами, резонанс0 ным фильтром, сумматором, компаратором, первым и вторым выпрямителями, первым и вторым фильтрами низкой частоты, фильтром высокой частоты, пороговым элементом, вторым и третьм элес ментами И, элементом НЕ, третьим и четвертым формироватопями управляющих импульсов, причем управляющий выход второго датчика напряжения через две последовательно соединенные

0 цепи подключен к соответствующим входам сумматора причем первая цепь состоит из последовательно соединенных первого выпрямителя, первого фильтра низкой частоты, инвентируюг щего элемента, а вторая - из последовательно соединенных фильтра высокой частоты второго выпрямителя, второго фильтра низкой частоты, выход сумм-атора через пороговый элемент с первыми входами второго и третьего элементов И, вторые входы которых подключены к выходу задающего генератора, третий вход второго элемента И через компаратор подключен к управляющему выходу второго датчика напряжения, третий вход третьего элемента И через элемент НЕ подключен к выходу компаратора, последовательно

а 2-f 5

Составитель В, Бунаков Редактор Г. Гербер Техред А.Кравчук Корректор Т.Малец

Заказ 6399/55

Тираж 648

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКИТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

соединенные тиристорный ключ и резонансный фильтр, подключенный к выходам инверторов, при этом первый управляющий вход тиристорного ключа через третий формирователь импульсов подключен к выходу второго элемента И, второй управляющий вход тиристорного ключа через четвертый формирователь импульсов подключен к выходу третьего элемента,И,

Q

Фиг. В

Подписное