Устройство для управления полупроводниковымпРЕОбРАзОВАТЕлЕМ чАСТОТы Советский патент 1981 года по МПК H02P13/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ

1

Изобретение относится к электротехнике и может найти широкое применение в источниках питания индук ционных электротермических установок.

Известно устройство управления полупроводни ковыми прео&разователями частоты (ППЧ), содержащее датчик мощности, устройство сравнения, усилитель и задающий генератор, в котором частота задающехо генератора определяет выходную частоту преобразователя и его мощность 1,

Недостатком данного устройства является узкий диапазон регулирования мощности преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее соединенные последовательно датчик мощности, устройство сравнения, второй вход которого подклйчен к источнику опорного сигнала, усилитель и задающий генератор 2.

Недостатком данного устройства является узкий диапазон регулировани

Цель изобретения - расщирение диапазона регулировани я.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления

ППЧ, содержащее соединенные последовательно датчик мощности, блок сравнения, второй вход которого подключен к источнику опорного сигнала, усилитель и задающий генератор, снабжено ключом, генератором пилообразного напряжения и компаратором, причем первый вход компаратора соединен с генератором пилообразного

0 напряжения, второй вход - с выходом усилителя, а выход - с входом управления ключа, соединяющего выход задающего генератора с полупроводниковым преобразователем частоты.

5

Кроме того, генератор пилообразного напряжения выполнен на интегра™ торе к счетчике импу.чьсов, причем входы интегратора и счетчика импульсов подключены к задающеглу генера0тору, выход счетчика импульса соединен цепью сброса интегратора, а выход интегратора является выходом генератора пилообразного напряжения.

На фиг. 1 приведена блок-схема

5 предлагаемого устройства управления полупроводниковым преобразователем частоты; на фиг. 2 - типовая зависимость мощности нагрузки Р от частоты выходного тока преобразовате0ля f; на фиг. 3 - кривые,- поясняю- щие работу устррйства; на фиг. 4 блок-схема генератора пилообразных импульсов; на фиг. 5 - кривые, поясняющие работу генератора пилообразного напряжения. Устройство управления ППЧ (фиг.1) содержит последовательно соединенные блок 1 сравнения, усилитель 2 и зада ющий генератор 3. Выход задающего ге нератора 3 через ключ 4 подключен к ППЧ 5. Первый вход блока 1 сравнения подключен к источнику опорного сигна ла U,j , а второй вход - к датчику 6 мощности. Вход управления ключа 4 подключен к выходу компаратора 7, один вход которого соединен с усилителем 2, а второй с генератором пилообразного напряжения (ГПН) 8. Устройство управления работает следующим образом. Задающий генератор 3 устройства генерирует непрерывную последовательность импульсов и (фиг. 3), частота которых является функцией напряжения Uj на выходе усилителя 2 При уменьшении U2 частота импульсов и та.чже уменьшается. Величина напряжения Ua может изменяться в диапазоне 0 U2$U2rn При этом частота импульсов задающего гзнератора 3 изменяется в пределах, соответствующих изменениям частоты выходного тока ППЧ в диапазоне (фиг 2.). Выходное напряжение U, компаратора 7 зависит от напряжений Ug и U на его входах при , ,, а при , U -U-jjy,. Ключ 4 выподнен так, что при напряжении на его входе управления он замкнут и напряжение и на его выходе повторяет напряжение и ,а при напряжение . Устройство (фиг. 1) представля ет собой замкнутую систему автоматического регулирования мощности пре образователя. Сигнал с датчика 6 мощности сравнивается в блоке 1 срав нения с опорным сигналом Uo Разница указанных сигналов усиливается усилителем 2 и управляет частотойзадающего генератора 3. Устройство выполнено так, что при помощи нагру зки в диапазоне Р,Р$Рр (фиг. 2) амплитуда сигнала Ug с ГПН 8 меньше напряжения При этом напряжение компаратора U-j , ключ 4 замкнут и импульсы и, задающего генератора 3 поступают на управление ППЧ 5 и частота их следования определяет выходную частоту преобразователя. Регулирование мощности в указанном диапазоне осуществляется автома тическим изменением частоты задающе го генератора 3 при изменении величины опорного сигнала U. При мощно сти амплитуда сигнала Ug с ГПН больще напряжения U2 Пусть в тече ние времени (фиг. 3) напряже ние ,тогда напряжение U - ключ замкнут и импульсы Uj поступают на управление ППЧ 5. При . на-, пряжение , поэтому Оуг , , ключ 4 разомкнут и импульсы и э задающего генератора не проходят к ППЧ 5 и он выключается. В момент t t2 напряжение Ug опять равно нулю и рассмотренные процессы повторяются. Средняя мощность, выделившаяся в нагрузке за время равна ср 1 51, (1) где Р - мощность ППЧ в течение времени . Регулирование мощности производится изменением величины напряжения U(j . При этом изменяется сигнал рассогласования с устройства 1 сравнения и выходное напряжение и усилителя 2. Это ведет к изменениювремени t. и в соответствии с (1) мощности . При опорном напряжении мощность ППЧ также равна нулю . Генератор 8 пилообразного напряжения устройства (фиг. 1) выполнен по схеме (фиг. 4), он состоит из интегратора 9 и счетчика 10 импульсов, входы которых соединены между собой и подключаются к выходу задающего генератора 3. Выход счетчика импуль- сов .подсоединен к цепи сброса интегратора, а выход интегратора 9 является выходом генератора пилообразного напряжения и подключается к коммутатору 7 (фиг. 1). Интегратор 9 может выполняться, как показано на фиг. 4, на основе дифференциального усилителя 11, резистора 12, конденсатора 13 и цепи сброса интегратора 14 . Интегратор .9 производит интегрирование импульсов и задающего генератора 3 и его выходное напряжение за время действия импульса t изменяется на величину ди. В промежутках времени между очередными импульсами напряжение интегратора U-5 постоянно. Счетчик 10 осуществляет деление частоты задающего генератора 3. Поэтому напряжение и на. его.выходе представляет собой последовательность импульсов с периодом пТ, где Т - период повторения импульсов задающего генератора; п - коэффициент деления частоты. Пусть в момент счетчик выдает очередной импульс, поступающий на цепь сброса интегратора 14, и тем самым осуществляет разряд конденсатора 13 и сброс выходного напряжения интегратора. В момент t выходное напряжение интегратора опять равно нулю и рассмотренный процесс повторяется. Таким образом предлагаемое устройство позволяет расширить диапазон регулирования и регулировать мощность инвертора от номинальной до нуля изменением опорного напряжения U

от величины соответствующей резонансной частоте нагрузочного контура fp (фиг. 2) до Ьо 0. . Формула изобретения

Источники иформации,

0 принятые во внимание при экспертизе

Ч

Pf

- Ри

P/nin

fpt

imin Jtf

fp,

фиг.г

Фиг.З mmim .