Устройство для управления вентильным преобразователем с удвоением частоты Советский патент 1975 года по МПК H02P13/18 

1

Устройство может быть использовано в установках для индукционного нагрева, требующих стабилизации режима работы при колебаниях питающего напряжения.

Известны устройства для управления вентильным преобразователем с удвоением частоты, включающие формирователь импульсов управления тиристорами анодной группы ипверторного моста, вход которого подключен к выходу задающего генератора, формирователь импульсов управления тиристорами катодной группы этого моста, вход которого подключен к выходу задающего генератора через фазосдвигающий блок, а также схему управления фазосдвигающим блоком. Однако такие устройства не обеспечивают стабилизации среднего значения напряжения на нагрузке и на входе инверторного моста в интервале протекания тока через нагрузку.

В целях устранения указанного недостатка предлагается устройство для управления преобразователем с удвоением частоты, в котором схема управления фазосдвигающим блоком выполнена в виде щиротно-импульсного модулятора. Вход последнего подключен к входу преобразователя, выход - через сглаживающий фильтр к одному из входов схемы сравнения, к другому входу которой подключен источник опорного напряжения, а выход этой схемы присоединен к входу фазосдвигающего блока. Причем управляющий вход широтно-импульсного модулятора подключен к выходу схемы совпадения, один из входов которой подключен к .выходу задающего генератора, а другой - к выходу фазосдвигающего блока.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 показаны временные диаграммы тока гд в диагонали моста (а) и

напряжения U, прикладываемого от источника питания Е к коммутирующему контуру и нагрузке (б).

Устройство содержит инвертор 1 с тиристорами 2-5, диодами 6-9, коммутирующим

контуром 10, II в диагонали моста и нагрузкой 12, вынесенной за диагональ моста; фильтровую емкость 13, делитель напряжения на резисторах 14 и 15 и емкость 16 на входе инвертора, задающий генератор 17 с транзисторами 18 и 19; фазосдвигающий блок 20, включающий магнитный усилитель с внутренней обратной связью с обмотками Wi и Wz схемы совпадения, рабочими обмотками W и W, с обмоткой управления Ws, диодами 21, 22 и

транзисторами 23, 24.

Кроме того, в устройство входят формирователи импульсов управления 25 и 26 тиристорами анодной и катодной групп инверторного моста соответственно; щиротно-импульспый модулятор 27 на транзисторе 28, сглаживающий филь1р 29, 30, схема сравнения 31 с резистором 32, в качестве источника опорного напряжения которой служит стабилитрон 33.

Работает устройство следующим образом.

В момент с задающего генератора 17 подается управляющий импульс, снимаемый с обмотки We, на тиристор 2. Ток разряда емкости начинает протекать по цепи: точка Л- диод 8 - тиристор 2 - точка Б до момента этом промежутке времени напряжение Е к диагонали и нагрузке не прикладывается.

В момент /2 происходит насыщение сердечника магнитного усилителя и синхронизирующий импульс, снимаемый с обмотки W, поступает на базу транзистора 23 (24), в результате с выхода обмотки Wj подается импульс напряжения на управляющий электрод тиристора 3. Происходит коммутация тока 4д с диода 8 на тиристор 3 и он протекает по цепи: точка В - тиристор 2 - точка Б - точка Л - тиристор 3 - точка Г - точка Д, а к диагонали моста и нагрузке прикладывается напряжение .

В момент to ток меняет направление и начинает протекать через диоды 6 и 7 до момента /3. после которого протекание тока через диоды прекращается, диагональ моста и нагрузка отключаются от источника Е,

С начала второго полупериода управления (4) процессы в преобразователе повторяются. Таким образом, суммарное среднее значение напряжения, прикладываемого к диагонали и нагрузке, равно среднему значению прямоугольного напряжения U(t) с амплитудой и длительностью 4 - з- Получить такое напряжение непосредственно с нагрузки и диагонали затруднительно, поскольку требуется произвести их геометрическое суммирование. Однако напряжение, пропорциональное U(-t), легко получить с помощью широтноимпульсного модулятора 27, амплитуда питающего напряжения которого пропорциональна Е, а транзистор 28 отпирается суммарным напряжением двух прямоугольных напряжений, снимаемых с обмоток W,i и Wz, с одинаковыми амплитудами и сдвинутыми на время t, - t.

Таким образом, с выхода модулятора поступает напряжение Ez, пропорциональное U(t). С увеличением напряжения ll(t), прикладываемого к нагрузке и диагонали, увеличивается разность между опорным напряжением и напряжением EZ. Эта разность выделяется на резисторе 32, что приводит к увеличению тока управления магнитным усилителем. Это, в свою очередь, приводит к увеличению угла сдвига между выходными прямоугольными напряжениями, снимаемыми с обмоток Wi и Wz, вследствие чего уменьщается щирина прямоугольного напряжения U(t). Уменьшение входного напряжения Е инвертора приводит к уменьщению разности между опорным напряжением и напряжением EZ. Ток магнитного усилителя уменьшается. Фаза между выходными напряжениями уменьшается, что в

конечном итоге приводит к уменьщению задержки включения тиристора 3 по отношению к тиристору 2. В результате длительность прямоугольного импульса напряжения U(t) увеличивается. Таким образом происходит стабилизация напряжения U(t), прикладываемого к диагонали инвертора и нагрузке при изменении входного напряжения.

Предмет изобретения

Устройство для управления вентильным преобразователем с удвоением частоты, содержащее формирователь импульсов управления тиристорами анодной группы инверторного моста, вход которого подключен к выхоДУ задающего генератора, формирователь импульсов управления тиристорами катодной группы этого моста, вход которого подключен к выходу задающего генератора через фазосдвигающий блок, а также схему управления

фазосдвигающим блоком, отличающееся тем, что, с целью стабилизации среднего значения напряжения на нагрузке и на входе инверторного моста в интервале протекания тока через нагрузку, схема управления фазосдвигающим блоком выполнена в виде щиротно-импульсного модулятора, вход которого подключен к входу преобразователя, выход- через сглаживающий фильтр к одному из входов схемы сравнения, к другому входу которой подключен источник опорного напряжения, а выход этой схемы присоединен к входу фазосдвигающего блока, причем управляющий вход широтно-импульсного модулятора подключен к выходу схемы совпадения, один

из входов которой подключен к выходу задающего генератора, а другой - к выходу фазосдвигающего блока.

П

Фиг 1

Фиг. 2