Устройство для питания индуктивныхНАгРузОК Советский патент 1981 года по МПК H02M7/48 

t

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в индукционных электротермических установках.

Известны устройства для питания индуктивных нагрузок содержащие источник питания и несколько нагрузок, образованных индукционными нагревателями и компенсирующими конденсаторами, в которых нагрузки поочередно подключают к выходным зажимам источника питания 1,

Недостатком; таких устройств является их сложность и низкая надежность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для питания индуктивных нагрузок, Образованных индукционным нагревателем с компенсирующим кон,денсатором, подключенных к полу- проводниковому преобразователю частоты с регулятором мощности на вход через двусторонние ключи, управляющие входы которых подключены к переключающему блоку 2 .

Недостатком известной установки является недостаточная надежность из-за наличия больших уравнительных токов между нагрузкой и полупроводниковым преобразователем частоты (ППЧ) в момент 1- переключения нагрузок, что может вызвать разрушение ключей и вентилей ППЧ.

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для питания индуктивных нагрузок снабжено задаю0щим генератором, датчиком мощности, компаратором и источником опорного напряжения, подключенным к одному из входов компаратора, второй вход. которого чер-ез датчик мощности сое5динен с выходом преобразователя частоты, а выход - со входом переключающего блока, причем задающий генератор подключен к регулятору мощности. Кроме того, в качестве

0 источника опорного напряжения может быть использован задающий генератор.

На фиг. 1 показана блок-схема электротермической установки; на

5 фиг. 2 и 3 - диаграммы напряжений на элементах устройства для питания индуктивных нагрузок. : Устройство содержит полупроводниковый преобразователь 1 частоты (ППЧ) с регулятором 2 мощности и

0

нагрузки 3 и 4, подключенные к выходным зажимам ППЧ через двусторонние ключи 5 и 6. Входы управления ключей 5 и б соединены с переключающим блоком 7. Регулятор 2 мощности подключен к задающему генератору 8, а цход блока 7 через датчик 9 мощности и компаратор 10 соединен с выходом ППЧ 1, Второй вход компараторй 10 подключен к источнику 11 опорного сигнала и.. Нагрузка 3(4) образована индукционным нагревателем в виде индуктивности 12, актив.ного сопротивления 13 и компенсирующим конденсатором 14.

устройство работает следующим образом.

Регулятор,2 мощности регулирует выходную мощность ППЧ 1 в функции регулирующего сигнала (Ug,фиг.2), поступающего с задающего генератор 8. Причем регулятор 2 мощности выполнен так, что минимальному значению сигнала задающего генератора 8 соответствует максимальное значение выходной мощности ППЧ 1 и наоборот (Ug/ фиг. 2).

Напряжение UB с задающего генератора 8 имеет трапециидальную форму. Скорость нарастания и спада напряжения Ug выбрана так, что изменение мощности ППЧ (Ug) производится достаточно плавно. При резком изменении мощности возможно повышение напряжений на элементах ППЧ и снижение надежности его работы.

Пусть при t О равно нулю, сигнал на входе ключа ь 07- (фиг.2), сигнал на входе ключа 5 и-7-(фиг.2 соответствует логической единице, тогда ключ 5 включен и нагрузка 3 подключена к ППЧ 1, а ключ б выключен и нагрузка отключена, В течение времени О t t-,, напряжение Ug с генератора В минимально, поэтому ППЧ 1 выдает в нагрузку 3 максимальную мощность и сигнал Ug с датчика 9 мощности также максимален и больше опорного напряжения UQ. Поэтому напряжение с компаратора 10 равно нулю.

Начиная с момента t-, напряжение Ug Плавно нарастает, это приводит снижению мощности ППЧ 1 и сигнала Ug с датчика 9 мощности.

В момент t-2. напряжение Ug становится равным опорному напряжению UQ и компаратор формирует импульс

который поступает на блок 7

и

-10

и вызывает его переключение.

После переключения блока 7 напряжение ст,ановится равным нул а напряжение иу-ь - логическоЛ единице, поэтому ключ 5 выключается, а ключ 6 включается и подключает нагрузку 4 к вьаходным зажимам ППЧ Гаким образом, с момента времени to. ППЧ 1 работает на нагрузку 4, а

нагрузка 3 отключена. После переключения нагрузок напряжение Ug плавно уменьшается, что ведет к увеличению мощности ППЧ. В момент времени t мощность ППЧ становится максимальной и удерживается на этом уровне до момента tj-. Начиная с t мощность ППЧ опять снижается, вмомомент t сигнал Ug с датчика 9 мощности становится равным опорному напряжению UQ и рассмотренные процесс повторяются.

Но при этом ППЧ 1 отключается от нагрузки 4 и подключается к нагрузке 3 . .

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает поочередную периодическую подачу энергии ППЧ в каждую нагрузку.

Переключение нагрузок осуществляется при малой мощности ППЧ. Уровень мощности, при которой переключают нагрузки, можно регулировать изменением опорного напряжения Uo.

Количество нагрузок, подключенных к ППЧ, не является принципиальным. При большом числе нагрузок соответственно увеличивается число ключей переменного тока и число выходов пересчетной схемы.

В случае использования в качестве источника опорного напряжения сигнала задающего генератора 8 устройство работает аналогично описанному, только переключение нагрузок производится при одновременном снижении Ug и повышении Us до определенного уровня (фиг. 3). В этом случае изменение напряжений Ug, Ug, вызванное случайными причинами (такими, как электромагнитные наводки, понижение и повышение напряжения питания устройства и т.д.), не влияют на работу электротермической установки, благодаря этому повьниается надежность устройства.

Таким образом, благодаря переключению нагрузок при малой мощности ППЧ, т.е. при низком напряжении на его выходных зажимах и нагрузке, вентили ключей и перегружаются ни по току, ни по напряжению, что повышает надежность устройства.

Формула изобретения

1, Устройство для питания индуктивных нагрузок, образованных индукционным нагревателем с компенсирующим конденсатором, подключенных к полупроводниковому преобразователю

частоты с регулятором мощности на входе через двусторонние ключи, управляющие входы которых.подключены к переключающему блоку, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью

повышения надежности, оно снабжено

задающим генератором, датчиком мощности, компаратором и источником опорного напряжения, подключенным к одному из входов компаратора, второй вход которого через датчик, мощности соединен с выходом преобразователя частоты, а выход - со входом переключающего блока, причем задающий генератор подключен к регулятору мощности.

2. Устройство по п. 1, о т л ичающеес я тем, что в качестве источника опорного напряжения используется задающий генератор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Заявка Японии W 51-24692, КЛ. Н 02 М 7/515, 1970.

2.Заявка Японии W 51-28134, КЛ. Н 02 М 7/515, 1970.

tJ

/L.