Способ регулирования выходного напряжения инвертора Советский патент 1981 года по МПК H02P13/18 H02M7/515 

(54) СПОСОБ РЕГУЛИЮВАНИЯ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к преобразовательной 1«хкике и может найти П1жмеиеиие в технике радиосвязи, радиолокащш, а также для регулирования выходного напряжения инверторов, работающих в системах управления режимами злектротермических индукционных установок, предъявляющих повыщение требования к динамическим свойствам и устойчивости инверторов при стабильной вь одной частоте.

Известен отособ частотного регулирования путем изменения частоты инвертирования н расстройки, тем самым, нагрузочного колебательного контура в сторону от резонанса, niHtMeияемый для регулирования выходного напряжеиия инверторов, работающих иа резонансный колебательный контур, образованный катушкой индуктивности (индуктором) и батареей компенсирующих конденсаторов 1.

Известен также способ фазового регулирования напряжения инвертора 2.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ регулирования выходиого ианряжения инвертора, заключающийся в изменении времени предварительного

ИНВЕРТОРА

разряда коммутирующего конденсатора по цепи, не содержащей нагрузку, путем изменения угла задержки отпирания одного из двух вентилей, формирующих импульс тока в нагрузке. В основу этого способа положен принцип предварителыюго разряда коммутируюп его конденсатора по цепям, не содержащим нагрузку, с последуюищм разрядом через нагрузочную цепь. В завнсимости от длительиости предварительного разряда коммутирующего конденсато10ра определяется амплитуда тока и напряжения на нагрузке., .

В переходных режимах при импуйьсном (скачкообразном) изьюнении угла задерж1;и в работе вентилей инвертора, фо{пл1рующих имtsпульс тока в нагрузке, происходит импульсное (скачкообразное) измеиение фазового сдвига между напряжением и током в нагрузке 3.

Однако такой осачок по фазе в нагрузке приводит к ухудщению динамических свойств

20 инвертора, при зтом увеличивается перерегулирование, увеличивается длительность переходного процесса, а также происходит скачкообразное глубокое нзмененне зквивалеитного сопротивления нагрузки. Это приводит к нежелательному изменению напряжения на вентилях инвертора и снижает устойчивость его работы.

Цель изобретения - улучшение динамических свойств и повышение устойчивости инвертора.

Поставленная цель достигается тем, что в способе регулирования выходного напряжения инвертора, заключающемся в изменении времени предварительного разряда коммутирующего конденсатора за счет изменения угла задержйси отирайия одного из двух вентилей, формируюших импульс тока в нагрузке, одновременно с изменением угла задержки соответственно изменяют частоту инвертирования, а затем в течение переходного процесса возвращают ее к исходному значеншо. При этом происходит частотная коррекция фазового сдвига между током и напряжением в нагрузке.

На фиг. 1 представлена прннципиальная схема тиристорного инвертора для реализации предлагаемого способа; на фиг, 2 - временные диаграммы.

Инвертор содержит инвертирующий мост на тиристорах 1-4 с коммутирующими дросселями 5-8 в плечах и коммутирующим конденсатором 9 в диагонали переменного тока. Мост подключен через входной дроссель 10 к выводам источника постоянного тока. Параллельно мосту подключена последовательная цепочка из разделительного конденсатора 11 и нагрузочного контура 12, состоящего из .индукт а 13 с активным сопротивлением 14, зашунтированного компенсирующим конденсатором 15, Автотрансформатор 16 с полуобмотками 17 и 18 своей средней точкой через последовательную цепочку из разрядного дросселя 19 и диода 20 подключен к анодной верцшне моста.

На фиг, 2 приведены а) диаграмма Изменения угла задержки включения тиристоров инвертора Р ; б) диаграмма изменения частоты инвертирования f ; в) диаграмма импульсов тока через тиристоры, включаемые с опережением i 1 и 2; г) диаграмма импульсов тока через тиристоры, включаемые с задержкой i 3 и 4,

В установившемся режиме инвертор работает следующим образом.

К моменту времени Ь отпнрания тиристора 1 конденсатор 9 заряжен до напряжения с полярностью (фиг, 1), Напряжение конденсатора 9 делится между полуобмотками 17 и 18 автотрансформатора 16. В момент времени t0 отпирается тиристор 1 и по цепи 1-5-17-19- 20-1 под действием напряжения на полуобмотке 17 протекает колебательный ток. Одновременно конденсатор 9 разряжается по цепи 9-17-18-9, В момент времени с задержкой () отпирается тиристор 3 и по цепи 1-5-9-7-Я-12-11-1 протекает колебательный ток дальнейшего перезаряда конденсатора 9. В нагрузке при этом формируется импульс тока, амлитуда которого пропорциональна напряжению на конденсаторе 9 к моменту времени fc . В момент времени -fcg ток перезаряда конденсатора 9 проходит через нуль и тиристоры 1 и 3 запираются.

В интервале времени t -j t с происходит аналогичный процесс перезаряда конденсатора 9 0 при работе тиристоров 2 и 4.

Тиристоры 3 и 4 при этом работают с углом задержки |io fo(ti-to ) по отношению к тиристорам 1 и 2, Во время очередного цикла работы происходит скачкообразное изме5 иение угла задержки включения тиристоров 3 и 4 по отношению к тиристорам 1 и 2

ii - 2-n;f evte;7pb , (Фиг;2а)::

До изменения указанного угла задержки напряжение на нагрузке совпадает по фазе с основной гармоникой тока нагрузки. При изменении угла задержки и при постоянной частоте соответственно задерживается формирование очередного импульса тока в нагрузке, появляется сдвиг по фазе между напряжением н током нагрузки, что приводит к расстройке нагрузочного колебательного контура и резкому з еньшению напряжения на нем. При этом скачкообразно уменьшается эквивалентное сопротивление нагрузочного контура, что приводит к увеличению напряжения на тиристорах инвертора и снижает его устойчивость.

На фиг. 2 в и г тиром показаньс импульсы тока, протекающие через тиристоры инвертора в режиме работы с постоянной час5 тотой.

Одновременно с изменением угла задержки производится изменение частоты инвертирования,, причем () 7 (). Измене0 ние производится в сторону уменьшения сдвига по фазе между напряжением и током в нагрузке. Так, как в установившемся режиме работы инвертора частота должна быть равной нсходной частоте IQ , а в течение переходного

5 процесса интервал (,-Ъу) частоту инвертирования по определенному закону изменяют от i до f (фиг, 26),

На фиг, 2 в и г сплошной линией показаны импульсы тока, протекающего через тиристоры инвертора.

Постепенное изменение частоты в течение переходного процесса позволяет уменьшить скачок фазы между напряжением и током Нагрузки, сократить длительность переходного процесса, уменьшить величину перерегулирования. Напряжение на вентилях при этом увеличивается незначительно, что позволяет повысить устойчивость работы инвертора.

Формула изобретения

Способ регулирования выходного иалряжёния инвертора, работающего на резонансный колебательный контур, заключающийся в изменении времени предварителыюго разряда коммутирующего конденсатора по цепи, не содержащей нагрузку, путем изменения угла задержки отпирания судного из двух вентилей, формирующих импульс тока в нагрузке, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических свойств и повыщения устойчивости в переходных режимах работы иивертора, одновременно с нзменением угла задержки

соответственно изменяют частоту инвертирования, а затем в течеиие переходного процесса возвращают ее к исходному значению.

Источники информации, 1финятые во внимание щж зкспертизе

1.Кацнельсон С. М. и др. Частотные характеристики нагрузочного контура и их влияние на режимы работы инвертора. Труды УИИ, Уфа, 1974, вып. 64, с. 60.

2.Патент Японии N 39766, кл. 56 С 6, 1970.

3.Авторское свидетельство СССР N 409345, кл. Н 02 М 5/42, 1971.