Способ управления инвертором Советский патент 1976 года по МПК H02P13/18 

1

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники, а именно к управлению разонансными инверторами, ведомыми нагрузкой, применяемыми, в частности, в электротермии.

Известны устройства управления инверторами, ведомыми нагрузкой, поддерживающие постоянство фазового сдвига (фазового опережения) между выходными током и напряжением или постоянство времени запирания вентилей, построенных либо по принципу сравнения измеренного параметра с требуемой величиной, либо на основе преобразования четверти периода выходной частоты в напряжение, пропорциональное периоду, и преобразовании полученного напряжения в интервал времени, характеризующий моменты включения вентилей.

Из известных решений наиболее близким к предлагаемому по области применения и технической сущности является способ, осуществляемый устройством, построенный на основе преобразования четверти периода выходной частоты в напряжение и преобразовании полученного напряжения в интервал

времени (используется треугольное напряжение). При этом свободно устанавливается и остается независимым от напряжения, тока и частоты контура нагрузки время фазового опережения импульсов зажигания. Такое управление не позволяет иметь для инвертора жесткую внешнюю характеристику, что приводит либо к усложнению силово схемы, либо к увеличению затрат на регулирование по входу инвертора.

Целью изобретения является создание способа управления, позволящего иметь жескую внешнюю характеристику для резонансных инверторов, работающих в прерывистом режиме, упрощающего в целом регулирование преобразователя, в состав которого входит инвертор . Это достигается путем получения независимого от нагрузки фазового сдвига между первыми гармониками тока и напряжения на выходе инвертора.

Независимый фазовый сдвиг достигается тем, что выделяют п моментов синхронизации, по которым с помощью поочередного интегрирования опорных напряжений получают напряжение развертки, при сравнении которого с нулем формируют очередной импульс отпирания вентилей инвертора, первы момент синхронизации совмещают с моментом перехода через нуль выходного напряжения, второй от предыдущего на временной интервал, кратный периоду выходного напряжения, например, на четверть периода, и третий - совмещают с началом нагрузки в токе инвертора, причем отношение противоположных по знаку опорных напряжений на первом и втором шагах интегрирования выбирают в зависимости от необходимого ф зового угла между первой гармоникой выхо ного тока и выходным напряжением, а отно шение одинаковых по знаку опорных напряж НИИ на втором и третьем шагах устанавлив ют равным двум. На фиг. 1 приведена блок-схема одного из вариантов устройства для реализации пре лагаемого способа; на фиг. 2, а и б - временные диаграммы, поясняющие предложенн способ. Устройство содерлскт блок логики 1, клю чи 2-5, делитель напряжения 6, интегратор 7, нуль-орган 8 и блок вывода 9. При реализации предложенного способа сигналы, пропорциональные выходным току и напряжению инвертора подаются на блок логики 1. В блоке логики выделяются моме ты перехода через нуль подаваемых сигнало причем окончание четверти периода выходной частоты фиксируется переходом через напряжения, сдвинутого относительно выходного напряжения инвертора на 90°. Фазосдвигающая цепочка, с выхода которой получается сдвинутое напряжение, должна иметь малую постоянную времени в сравне нии с периодом выходной частоты инвертора и вег-ичину фазового сдвига, не зависящую от изменений частоты в рабочем диапазоне. Этим требованиям отвечает, например, дифференцирующая ЕС-цепь. Блок логики управ ляет ключами 2, 3, 4 так, что на первом шаге t интегрирования (фиг. 2, б) через замкнутый ключ 2 на вход интегратора пона втором дается опорное напряжение шаге t 2. (фиг. 1, б) интегрируется напряжение и, и на третьем t, -г/г- Напряжение на выходе интегратора 7 сравнивается с нулевым уровнем нуль-органом 8, При срабатывании последнего закорачивается вход интегратора ключом 5 до начала следующего полупериода выходной частоты; одновременно в блоке вывода 9 происходит распределение и формирование и усиление импульсов управления инвертором. На фиг. 2 показаны выходные токи I, напряжение П инвертора в случае емкостного характера нагрузки и напряжение Ш на выходе интегратора. Фазовый сдвиг между первой гармоникой выходного тока и выходным напряжением инвертора при управлении последнего по предлагаемому способу зависит лишь от отношения опорных напряжений, которые задают скорости интегрирования при переключениях на входе интегратора. Изменяя отношение ., . ,можно просто регулировать фазовый сдмг на выходе инвертора, а вместе с ним величину выходного напряжения. Использование предлагаемого способа управления, позволяющего иметь жесткую внешнюю характеристику для резонансных инверторов, работающих в прерывистом режиме, ведомых нагрузкой, обеспечивает по сравнению с известными способами следующие I преимущества; облегчение эксплуатации инверторов при параллельной работе, снижение затрат на регулирование инверторов по входу, получение возможности упрощения силовой схемы инверторов, что ведет к удещевлению и снижению габаритов преобразователей. Формула изобретения Способ управления инвертором, ведомым нагрузкой, в режиме прерывистого тока, с синусоидальным выходным напряжением, заключающийся в том, что выделяют ft, моментов синхронизации, по которым с помощью поочередного (щагового) интегрирования опорных напряжений получают напряжение развертки, при сравнении которого с нулем формируют очередной импульс отпирания вентилей инвертора, отличающийся тем, что, с целью получения произвольно выбранного и независимого от изменений нагрузки фазового угла между первой гармоникой выходного тока и выходным напряжением, первый момент синхронизации совмещают с моментом перехода через нуль выходного напряжения, второй - сдвигают от предыдущего на временной интервал, кратный периоду выходного напряжения, например, на четверть периода, а третий - совмещают с началом паузы в токе инвертора, причем отнощение противоположных по знаку опорных напряжений на первом и втором шагах интегрирования выбирают в зависимости от необходимого фазового угла между первой гармоникой выходного тока и выходным напряжением, а отношение одинаковых по знаку опорных напряжений на втором и третьем шагах устанавливают равным двум.