Устройство для управления инвертором Советский патент 1981 года по МПК H02P13/18 

1

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для управления однофазным инвертором, нагруженным н последовательный колебательный контур, индуктивно связанным с одним или более колебательными контурами/ настроенными в резонанс с первым и являющимися потребителями энергии, в частности, для питания тяговых сетей бесконтактного электровозного транспорта.

Известно устройство для управления инвертором, Нс1Груженным на последовательный колебательный контур, содержащее блок управления, регулируемый генератор и формирователь импульсов 1 .

Недостатком этого устройства является невысокая эффективность работы инвертора при резком изменении режима работы нагрузки.

Наиболее близким по техническим средствам и достигаемому результату к изобретению является устройство для управления инвертором, нагруженным на колебательный контур, индуктивно связанным с несколькими высокодобротными колебательными контурами, содержащее блок управления, нергулируемый генератор импульсов, работающий на резонансной частоте наг- рузки, и формирователь выходных импульсов 2 .

Недостатком данного устройства являетсй ограниченность его функциональных возможностей, так как при стабильной выходной частоте работоспособность обеспечивается в ограниченном

0 диапазоне.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и улучшение эксплуатационных характеристик устройства.

5

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления инвертором снабжено двухвходовым регулируемым генератором, двумя ключевыми элементами, RS-триггером и логическим

0 элементом И, причем выход блока управления подключен к одному из входов RS-триггера и регулируемого генератора, выход которого подключен к первому входу логического элемента

5 И и первый ключевой элемент к формирователю, выход нерегулируемого генератора подключен ко второму входу логического элемента И и через второй ключевой элемент ко второму входу регулируемого генератора и второу входу формирователя, а выход эле ента И подключен ко второму входу S-триггера, первый и второй выходы оторого соответственно подключены к правляющим входам ключей,

На чертеже приведена схема устойства для управления инвертором.

Устройство содержит блок 1 управления, нерегулируемый высокостабильный генератор 2, работающий на резонансной частоте нагрузки, формирователь 3 выходных импульсов, двухвходовый регулируемый генератор 4, клюевые элементы 5 и б,логический блок 7, состоящий из RS-триггера 8 и логического элемента И 9.

Устройство работает следующим образом.

Если напряжение на выходе инвертора ниже заданного уровня, то сигнал на выходе блока 1 управления отсутствует. Логический блок 7, управляющий работой ключевых элементов 5 и б, устанавливает элемент 5 в разомкнутое, а элемент 6 в замкнутое положение. Импульсы нерегулируемого генератора 2 через ключевой элемент б поступают на вход формирователя импульсов, на первый вход регулируемого генератора 4, который является входом синхронизации, что обеспечивает синхронный режим генераторов 2 и 4. Если напряжение на выходе инвертора превышает заданный уровень, то на выходе блока 1 управления появляется сигнал, при появлении которого логический блок 7 размыкает ключевой элемент б и заМз1кает элемент 5. Сигнал с блока 1 управления также поступает на второй вход регулируемого генератора 4, что позволяет плавно изменить его частоту в зависимости от величины выходного напряжения инвертора. Импульсы регулируемого генератора 4 через ключевой элемент 5 поступают на вход формирователя 3 выходных импульсов. Таким образом,до определенного значенияего частота не изменяется и опреде;ляется нерегулируе1 ым генератором 2. Если же напряжение инвертора превышает заданный уровень, частоту задает регулируемый генератор 4. При снижении напряжения инвертора ниже заданного осуществляется переключение с режима работы от регулируемого генератора 4 на нерегулируемый генератор 2 следующим образом. Сигнал на выходе блока 1 управления исчезает. как генераторы 2 и 4 в предыдущем режиме работали раздельно, то фазы их входных импульсов могут не совпадать. Поэтому логический блок 7 осуществляет замыкание ключевого элемента б и раз1уыкание элемента 5 только в тот момент, когда фазы выходных импульсов генераторов 2 и 4 совпадают, что обеспечивает плавный переход в режим задания частоты инвертора нерегулируемым генератором

2. С этого момента генераторы работают в режиме синхронизации.

Выходное напряжение инвертора, нагруженного на тяговую линию бес.Контактного транспорта, однозначно :вязано с величиной сопротивления нагрузки,так как ток в линии поддерживается постоянным с помощью соответствующего регулирования выпрямителя, питающего инвертор. Если выходное напряжение превышает заданное значение, частота инвертора изменяется, что приводит к расстройке первичного колебательного контура и контуров, связанных с ним. В результате величина сопротивления нагрузки инвертора стабилизируется на заданном уровне. Поэтому при тяговом характере нагрузки пиковые значения выходной мощности инвертора ограничены на уровне, определенном током тяговой линии и уровнем ограничения сопротивления. Следовательно, ограничивается и сумма пиковых мощностей электровозов, определяющих .нагрузку инвертора, возникающих при

случайном совпадении предельных пусковых режимов нескольких электровозов. Тем самым обеспечивается ограничение аварийных токов электровозов, а среднеэксплуатационные показатели электровоза ухудшаются незначительно. Применение изобретения позволяет расширить функциональные возможности и улучшить эксплуатационные характеристики, так как обеспечена коммутационная устойчивость при кратковременных превышениях сопротивления нагрузки путем регулирования частоты без изменения параметров силовой схемы инвертора.

Предлагаемое устройство управлени инвертором позволяет приблизить среднеэксплуатационную мощность инвертор к предельно допустимой без увеличени его йеса и габаритов.

Формула изобретения

Устройство для управления -инвертором, нагруженным на колебательный контур, содержащее блок управления, нерегулируемый генератор импульсов, работающий на резонансной.частоте нагрузки и связанный с формирователем выходных импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и улучшения эксплуатационных хартеристик, оно снабжено двухвходовым регулируемым генератором, двумя ключевыми элементами, RS-триггером и логическим элементом И, причем выход блока управления подключен к одному из входов RS-триггера и регулируемог генератора, выход которого подключен к первому входу элемента И и через первый ключевой элемент к формирователю, выход нерегулируемого генератора подключен ко второму входу элемента И и через второй ключевой элемент ко второму входу регулируемого генератора и ко второму входу формирователя, а выход элемента И подключен ко второму входу RS-триггера, первый и второй выходы которого подключены соответственно к управляющим входам ключей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе , .1. Авторское свидетельство СССР 604110, кл. Н 02 М 7/515, Н 02 Р 13/16, 1976.

2. Худолеев Г,В. Система управления тягового преобразователя бесконтактной откатки. - Сб. Торная электромеханика и автоматика , К., 1978, вып. 32, с. 12-15.