Способ автоподстройки частоты автономного инвертора Советский патент 1980 года по МПК H02M7/515 

.Изобретение относится к области преобразовательной техники, в частности к частотнорегулируемым преобра зователям частоты для индукционного нагрева. Известны способы регулирования и стабилизации выходных параметров преобразователя частоты. В частности известен способ, предусматривающий расстройку частоты инвертора относительно резонансной частоты колебательного контура нагрузки. Известен также способ автоподстройки частоты инвертора к резонансной частоте нагрузочного колебательного контура, в котором в качестве сигна лов обратной связи используют выходной ток и выходное напряжение инвертора. Из известных способов автоподстро ки частоты инвертора наиболее близки по технической сущности является способ, по которому измеряют при помощи трансформаторов выходной ток и выходное напряжение инвертора, затем выделяют полосовым фильтром первую гармонику.из несинусоидальной кривой тока, один из сигналов сцвигают на угол, близкий к 90 эл.град и оба сигнала подают на фазочувствительное устройство, выходное напряже ние которого пропорционально фазовому сдвигу между входными сигналами. Выходным напряжением фазочувствительного устройства управляют частотой задающего генератора:, Т1Эдстраивают тем самым частоту инвертора к резонансной частоте колебательного контура нагрузки. Недостатком такого способа является необходимость применения фазочувствительного устройства с фазосдвигающей цепью и полосового фильтра. Кроме того, осуществление способатребует обязательной фазировки включения датчиков, что усложняет настройку системы. Целью настоящего изобретения является упрощение и повышение точности автоподстройки. .Поставленная цель достигается тем, что в качестве сигнала обратной связи используют алгебраическую разность выпрямленных значений индуктивной и емкостной ветвей параллельного колебательного контура нагрузки. Известно, что в параллельном колебательном контуре при резонансе токи в ветвях равны по амплитуде. При понижении частоты по сравнению с резонансной значе.ние тока в индуктивной ветке контура становится больше, чем в емкостной.

при увеличении частоты ток емкост- . ой ветви больше тока в индуктивной етви. Воздействуя разностью значеий токов ветвей нагрузочного контуа на управляемый задающийгенератор Системы управления осуществляют автоматическую подстройку частоты инвертора к резонансной частоте контура. При этом обеспечивается стабилизация режима максимальной выходной мощности. Принципиальное отличие предлагаемого способа от известного, заключающегося в изменении фазового угла между выходным напряжением и током преобразователя и воздействии полученного напряжения на задающий генератор, состоит в том, что измеряют непосредственно средние значения токов параллельных ветвей нагрузочного контура и разностью этих значений воздействуют на частоту Задающего генератора системы управления инвертором. При практическом осуществлении предлагаемого способа упрощаются функциональная и принципиальная схема системы автоподстройки частоты и облегчается ее настройка.

На фиг.1 приведена схема системы автоподстройкй частоты, реализующей описываемый способ; на фиг.2- зависимости ; токов и выходной МВДнбсти от частоты. . .

К выходу инвертора 1 подключен параллельный колебательный контур, состоящий из индуктора 2 и компенсирующего конденсатора 3. Трансфс рматоры тока 4 и 5 -ключены в емкостную и индуктивную ветви контура, а их вторичные обмотки соединены с выпрямительными мостами 6 и 7, которые включены встречно-параллельно; общие точки мостов соединены со входом -упр вйяёмогб зада;юшё ОгёйёШтоШ системы управления инвертором 8.

На фиг.2 изображены резонансные кривые выходной мощности последовательного инвертора 9, тока S индуктивной ветви 10 ив емкостной ветви 11 колебательного контура нагрузки, а также кривая напряжения обратной связи 12.

При выходной частоте инвертора, равной резонансной частоте нагрузоч-.

738073

кого контура, ток индуктивной ветви 10 равен току емкостной ветви 11 (см.фиг.2), выходная мощность инвертора при этом максимальна (кривая 9) При снижении частоты трк в индуктивной ветви становится больше тока емкостной ветви за счет снижения сопротивления индуктивности XL со L и возрастания сопротивления емкости X ( . И наоборот,при увеличении частоты ток емкостной ветви преобладает над током индуктивной ветви контура. Измеренные с помощью трансформаторов 4 и 5 токи ветвей выпрямляются с помощью мостов 6 и 7 и после вычитания (алгебраического) разноный сигнал поступает на вход управляемого задающего генератора системы управления 8. При равенстве токов на выходе мостов б и 7 (случай резонанса) выходной сигнал равен нулю. При расстройке колебательного контура на вход задающего генератора будет подаваться в зависимости от знака, изменения частоты положительный или отрицательный сигнал, под действием которого частота задающего генератора будет изменяться, возвращая систему к резонансу.

В режиме поддержания максимальной выходной мощности статическая ошибка регулирования будет тем меньше, чем больше крутизна проходной характеристики измерительной части системы регулирования. Как видно .из формы кривой (фиг.2), ее наклон в области частот, близких к резонансной, имеет большую крутизну, что определяет более высокую точность регулирования Формула изобретения

Способ автоподстройки частоты автономного инвертора, нагруженного на параллельный колебательный контур индукционной установки, путем автоматического изменения частоты задгиощего генератора системы управления отличающий с я тем, что, с целью упрощения и повышения точности регулирования, измеряют действующие значения токов в емкостной и в индуктивной ветвях нагрузочного контура и разностью этих значений воздействуют на частоту задающего генератора. ..