Способ управления автономным инвертором, нагруженным на резонансную нагрузку Советский патент 1992 года по МПК H02M7/48 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для интенсификации технологических процессов с использованием высокочастотных преобразователей.

Известен частотный способ управления инверторами, который заключается в том, что нагрузочный контур вначале совершает вынужденные колебания, а затем отключают источник питания и измеряют частоту собственных колебаний нагрузки, подстраивая выходную частоту источника питания (автономного инвертора) под частоту свободных колебаний нагрузки. Основной недостаток этого способа в том, что требуется отключать источник питания, поэтому снижается КПД, а многократные процессы пуска-останова отрицательно сказываются на надежности работы преобразователя частоVI

СЛ СО

ты (так как появляются перенапряжения на силовых элементах схемы).

Наиболее близким к изобретению является способ регулирования, при котором определяют фазовый сдвиг, измеряемый в нагрузочном резонансном контуре трансформаторами тока, выпрямляют эти сигналы и находят их разность. Разностный сигнал используют в качестве управляющего. Основным недостатком такого способа является сложность его реализации, особенно в случае высокой добротности резонансного нагрузочного контура, что определяется необходимостью изготовления токовых трансформаторов с высокой степенью идентичности на значительные первичные токи (единицы и десятки килоам- пер).

Цель изобретения - повышение точности настройки частоты управления.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют выходной ток инвертора и определяют длительность протекания тока тиристоров и диодов, сравнивают эту величину с периодом собственной частоты коммутирующего контура, а результат рассогласования используют для регулирования выходной частоты инвертора.

На фиг.1 приведена схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 - диаграммы, иллюстрирущие предлагаемый способ управления.

Устройство содержит высокочастотный трансформатор 1 тока, первичной обмоткой включенный в выходную цепь инвертора, вторичной обмоткой нагруженный на ограничивающий резистор 2 и подключенный к детектору 3 нуля, выходом связанного с тактовым входом D-триггера 4, выход которого совместно с инвертирующим выходом одно- вибратора 5 соединен с входами сумматора 6, выходом связанного через фильтр 7 низкой частоты и управляемый задающий генератор 8 с распределителем 9, один из выходов которого подключен к S-входу триггера 4 и входу одновибратора 5, а другой выход соединен с R-входом триггера 4. Распределитель 9 также связан с блоком выходных усилителей - формирователей 10, подключенным к инвертору 11 нагруженному на резонансный контур 12.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал тока с трансформатора 1 (см.фиг.2а) поступает на вход детектора 3. При паузе в выходном токе инвертора на выходе детектора 3 формируется высокий уровень сигнала (см.фиг.2,б) импульсы управления автономным инвертором, распределенные по двум каналам, генерируемые

распределителем 9, поступают на вход S- (см фиг.2,в) и К-(см,фиг.2,г) триггеры 4. Причем фронт импульса, поступающего на тактовый вход (см. фиг,2,б) обнуляет D-триггер

4 (см фиг.2,д), а появление на входе S импульса управления переключает этот триггер в состояние логической единицы (см фиг.2,д). С приходом импульса на тактовый вход триггер 4 снова обнуляется и процесс

0 повторяется. В случае работы инвертора в режиме непрерывного выходного тока выход триггера 4 переключается из одного состояния в другое только за счет импульсов, поступающих на его R- и S-входы, так как

5 импульсы на тактовом входе отсутствуют. Таким образом, на время включения тиристоров и диодов на выходе триггера 4 формируется высокий уровень сигнала, что позволяет зафиксировать суммарную дли0 тельность протекания тока тиристоров и диодов в течение периода работы инвертора 11. Одновибратор 5 с приходом на его вход импульсов управления (см фиг.2,в) формирует сигнал низкого уровня с длительностью

5 То (см фиг.2,е), совпадающий с периодом собственной частоты коммутирующего контура инвертора 11. Сумматор сигналов 6 имеет два режима работы, определенных соотношением величины Т и То (см фиг.2,

0 д.е).

При Т То (см.фиг.2, д.е), что соответствует нахождению рабочей точки инвертора на правом склоне резонансной характеристики, на выходе сумматора б появляется

5 сигнал отрицательного уровня (см фиг.2,е), длительность которого равна величине разности Т0-Т. Это позволяет в данном режиме работы на выходе фильтра 7 получить отрицательный уровень сигнала. При Т0 Т, что

0 соответствует нахождению рабочей точки инвертора на левом склоне резонансной характеристики, на выходе сумматора сигналов 6 появляется сигнал положительной полярности длительностью, равной величи5 не Т-То. Это позволяет на выходе фильтра 7, в данном случае, получить положительный уровень сигнала. Таким образом, постоянная составляющая сигнала с выхода сумматора 6 принимает положительное или

0 отрицательное значение, которое и используется в качестве сигнала рассогласования. Сигнал рассогласования поступает на вход управляемого задающего генератора 8, подстраивая его частоту таким образом, чтобы

5 рабочая точка инвертора перемещалась в сторону максимума резонансной нагрузочной характеристики. Как видно принцип формирования управляющего воздействия позволяет осуществить подстройку частоты управления инвертором в область максимума мощности, отдаваемой в нагрузку даже тогда, когда режим экстремума мощности не совпадает с режимом полной компенсации нагрузочного контура (как, например, в случае сложной нескомпенсированной нагрузки).

Формула изобретения Способ управления автономным инвертором, нагруженным на резонансную нагрузку, содержащим встречные диоды и коммутирующий контур, заключающийся в том, что измеряют выходной ток инвертора и формируют управляющие импульсы с заданной частотой,отличающийся тем, что, с целью повышения точности настройки на резонансную частоту, фиксиру0

5

ют четные и нечетные полупериоды выходного тока инвертора и тока встречных диодов, в каждом четном полупериоде в момент включения соответствующего вентиля формируют сигнал тока, продолжающийся до окончания тока встречного диода, и сигнал задания, длительность которого равна периоду собственной частоты коммутирующего контура, сравнивают длительности сигналов тока и задания, если длительность сигнала тока больше, то повышают частоту формирования импульсов управления в следующих полупериодах, а если длительность сигнала тока меньше длительности сигнала задания снижают частоту формирования импульсов управления.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в составе тиристорных преобразователей частоты. Цель изобретения - повышение точности настройки на резонансную частоту. Способ управления автономным инвертором, нагруженным на резонансную нагрузку, заключается в том, что измеряют выходной ток инвертора, определяют длительность протекания тока тиристоров и диодов, сравнивают эту величину с периодом собственной частоты коммутирующего контура, а результат рассогласования используют для подстройки выходной частоты инвертора. Устройство для реализации этого способа содержит управляемый задающий генератор, распределитель выходной усилитель-формирователь и высокочастотный трансформатор тока, установленный в нагрузочном резонансном контуре, детектор нуля, D-триггер, одновибратор, сумматор и фильтр низкой частоты. Высокочастотный трансформатор тока, первичной обмоткой включен в выходную цепь инвертора, вторичной обмоткой подключен к тактовому входу D-триггера, выход которого совместно с инвертирующим выходом од- новибратора соединен с входами сумматора, выходом связанного через фильтр низкой частоты. Устройство содержит также управляемый задающий генератор с распределителем, один из выходов которого подключен к S-входу D-триггера и входу одновибратора, а второй выход соединен с R-входом D-триггера. 2 ил. сл с

//

6

12

1

Фиг.1

Сигнал на выходе тр-ра 1

б

Сигнал лиг С- бходе Я-тригге- раЬ

(.угнал нв S-ftuxfe Д-трцгге- ра If

V

Сигналщ К-Входе д-трие- гера

д

Сигнал на выходе Д-трие- гера 4

а

Выход од- HoSufpa- irapa

Сигнал /«ч выходе Т суцмато- раб L

II