Способ управления автономным параллельным инвертором Советский патент 1980 года по МПК H02P13/18 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно, к способам управления автономным параллельным инвертором с широким частотным диапазоном.

Известны способы управления преобразователями, в которых импульсы для управления вентилями преобразователя формируют с помощью релаксационного генератора, содержащего в зарядной цепи накопительного конденсатора дроссель насыщения, магнитное состояние сердечника которого изменяется при помощи тока, протекающего через обмотку управления до момента разряда конденсатора 1. Указанный способ используется для повыщения надежности и обеспечения широкого диапазона углов сдвига между импульсами на входе и выходе формирующего фазосдвигающего устройства.

Данное устройство является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Однако применение указанных способов в устройствах для управления вентилями инвертора не позволяет устранить существенного уменьшения амплитуды второго импульса, вырабатываемого релаксационным генератором при включении, и тем самым обеспечить устойчивый пуск инвертора в широком диапазоне изменения его частоты. Это объясняется тем, что в обоих случаях намагничивание зарядного дросселя насыщения носит периодический (каждый период работы схемы) характер. При этом величина тока подмагпичивания остается неизменной как при включении схемы, так и в установившемся режиме работы генератора.

Целью настоящего изобретения является расширение частотного диапазона и повышение устойчивости пуска автономного параллельного инвертора. Указанная цель достигается начальным

однократным иодмагничиванием дросселя

насыщения до момента первого разряда

конденсатора начальным током. Величина

тока пропорциональна абсолютной величине разности отрицательных .напряжений,

до которых перезаряжается конденсатор в установившемся и переходном режимах.

На фиг. 1 представлена схема устройства, в которой реализуется описываемый способ; на фиг. 2 - осциллограммы напряжений на отдельных элементах схемы.

Схема на фиг. 1 содержит накопительный конденсатор 1, включенный между зарядным дросселем насыщения 2 и первичной обмоткой импульсного трансформатоpa 3, другой конец которой соединен с вентилем 4 разрядного контура. На фнг. 2 введены следующне обозначения. -Имнульсы 5 - входные имнульсы с частотой , постунающие на вход релаксационного генератора для управления вентилем разрядного контура; -кривая 6 - напряжение на конденсаторе;-кривые 7, 8 - соответственно напряжение на дросселе насыщения и ток через него; - имнульсы 9 - имнульсы для управления вентилями инвертора, снимаемые со вторичных обмоток трансформатора. Способ заключается в следуюндем. На схему подают напряжение питания (На), через зарядный дроссель 2 нотечет ток, который заряжает конденсатор 1 до величины напряжения t/d. Одновременно через дроссель 2 пропускают ток подмагничивания, величина которого, отнесенная к числу витков рабочей обмотки дросселя, нриближенно определяется выражением . .n. -(-Р)- Л1Uc.ycf., о.п.- напряжения, до которых перезаряжается конденсатор 1 соответственно в установившемся и переходном режимах; в.уот. - промежуток времени, предоставляемый для воестановления унравляемости вентиля в установившемся режиме; t- г- т- тП--I jB - - коэффициенты, он с.уст ределяемые из расчета схемы; R - сопротивление обмотки дросселя насыщения; L - иидуктивность дросселя насыщения на участке идеалнзированной кривой намагничивания;IL - величинатока дросселя насыщения;to - величина тока в момент насыщения сердечника дросселя. После этого подают зшравляющий импульс на вентиль 4. Конденсатор 1 разряжается через трансформатор 3, на вторичных обмотках которого формируются импульсы управления вентилями инвертора, атем начинается процесс намагничивания дросселя 2, который происходит под действием разности напряжений источника питания (Vd) и напряжения (f/c.n.), до которого перезаряжается конденсатор 1. После насыщения дросселя 2 образуется колебательный контур, состоящий из остаточной индуктивности дросселя 2 и конденсатора 1 (активным сопротивлением обмотки дросселя можно пренебречь). При этом конденсатор 1 заряжается до напряжения, превышающего по величине напряжения источника питания (Ud. Превышение Положительного напряжения на конденсаторе 1 над величиной На обеспечивает частичное размагничивание дросселя 2. Таким образом, начальное подмагничивание дросселя 2 приводит к уменьшению промежутка времени (в.ц.), предоставляемого для восстановления управляемости вентиля 4 при пуске, и способствует формированию выходных импульсов, стабильных по амплитуде и по величине, несколько превышающей величину первого выходного импульса. При выключении схемы, которое всегда производят путем снятия управляющего импульса с вентиля 4, конденсатор 1 всегда оказывается заряженным до напряжения, которое по величине превыщаёт нанряжение источника питания. При этом сердечник дросселя размагничивается и приходит в исходное состояние, для вывода из которого при следующем пуске инвертора требуется дополиительпое подмагиичивание. Практическая реализация данного способа, осуществленная в релаксационных генераторах с использованием в разрядном коитуре как импульсных водородных тиратронов, у которых токи утечки ничтожны (они на несколько порядков величины меньше токов, необходимых для подмагничивания сердечника зарядного дросселя), так и тиристоров (у которых токи утечкн больше) показала, что токи утечки приборов разрядного контура, протекающие через обмотку дросселя насыщения, оказываются совершенно недостаточными для приведения сердечника дросселя в необходимое магнитное состояние и в обоих случаях требуется дополнительное начальное подмагппчивание дросселя током, значительно превышающем токи. Начальное подмагничивание зарядного дросселя насыщения можно реализовать

путем использования дополнительной обмотки подмагничивания или резистора, подключаемого параллельно к конденсатору через управляемый прибор.

Использование данного способа в устройствах управления автономным параллельным инвертором позволило обеспечить устойчивый пуск преобразователя, предназначенного для иитания электротермических установок, в диапазоне частот 500- 2500 Гц.

Формула изобретения

Способ управления автономным параллельным инвертором, система управления которого содержит релаксационный генератор с дросселем насыщения в зарядной

цепи конденсатора, состоящий в том, что формируют управляющие импульсы с помощью релаксациоиного генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения

частотного диапазона и повышения устойчивости пуска инвертора, однократно нодмагничивают дроссель иасыщения до момента первого разряда конденсатора начальным током, величииа которого пронорциональна абсолютной величине разности отрицательных напряжений, до которых перезаряжается конденсатор в установивщемся и переходиом режимах.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 171904, кл. 21d2 12/03 от 1962 г.