Устройство для управления преобразователем частоты,предназначенным для работы на группу нагрузок Советский патент 1982 года по МПК H02P13/30 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫМ ДЛЯ РАБОТЫ НА ГРУППУ НАГРУЗОК

. . 1 .-. . Изобретение относится к области л

преобразовательной техники и может быть использовано для управления преобразователями частоты, работающими на несколько нагрузок в режиме широтiно-импульсной модуляции.

Известно устройство для управления преобразователем, содержащее модулятор и распределитель 1}.

Недостатком sTOfо устройства является ограничение диапазона регулирования , что ухудшает качество переходного процесса при сбросе нагрузки и может привести к срыву инвертирования.

Известно также устройство для управления преобразователем, содержащее усилитель, распределитель и модулятор, состоящий из источника сигнала управления частотой, подключенного через генератор пилообразного напряжения к лервому входу элемента сравнения С 2 J.

Недостатком этого устройства является невозможность его использования для управления преобразователями, обеспечивающими централизованное питание нескольких нагрузок в режиме широтно-импульсной модуляции.

НаибЬлее близким по технической сущности является устройство для управления преобразователем частоты, состоящим из инвертора и выпрямите10ля и предназначенным для работы на группу нагрузок, содержащее блок управления инвертором, включающий задатчики частоты по числу нагрузок, выходы которых подключены к вхоisду переключателя сигналов, управляемый генератор, вход которого подключен к выходу переключателя сигналов, а выход к распределителю импульсов, выходы которого предназначены для подключения к соответствующим группам тиристоров инвертора, модулятор, включающий последовательно соединенные задатчик частоты, модуляции, reнератор пилообразного напряжения и блок сравнения, выходы которого подключены к соответствующим входам переключателя -сигналов и распределителя импульсов и блок управления вы прямителем 3J. Недостатком этого устройства является трудность управления работой группы нагрузок, если их число превышает 2-3. Управление преобразователем в этом случае осуществляется с помощью двух задающих устройств , например двух потенциометров, если мощность коммутируется в двух нагрузка с помощью четырех задающих устройств, если подключены три нагрузки, пяти задающих устройств для четырех нагру зок и так далее. Действительно, если В первом случае можно обойтись с помощью задатчика скважности и задатчика сигнала управления выпрямителем, то в случае трех нагрузок необходимо иметь три задатчика скважности (для каждой из нагрузок) и за датчик сигнала управления выпрямителем. Причем изменение уставки любого из перечисленных задатчиков приводит к изменению мощности сразу во всех нагрузках. Это затрудняет перестрой ку режима работы преобразователя при большом числе нагрузок. Цель изобретения - расширение фун кциональных возможностей и повышени надежности работы преобразователя. Поставленная цель достигается тем что устройство для управления преоб разователем частоты, предназначенным для работы на группу нагрузок, снабжено задатчиками мощности по числу . нагрузок, сумматором, умножителями по числу нагрузок, нелинейным блоком выполненным с характеристикой обратно пропорциональной суммарной мощности нагрузок, и блоком согласования, причем каждый задатчик мощности подключен к одному из входов сумматора и к одному из входов соответствующего умножителя, другой вход каждого из которых подключен к входам нелинейного блока и блока согласования, выход которого подключен .к входу блока управления выпрямителем, а выходы умножителей подключены к соответствующим входам блока сравнения модулятора. На чертеже представлена структурная схема устройства (для простоты изложения схема пре/: ставлена для варианта преобразователя, работающего на три нагрузки, однако увеличение числа нагрузок при заданной схеме управления не приводит к внесению принципиальных изменений в структуру схемы и сводится к простому увеличению числа задающих устройств и других элементов схемы). Устройство состоит из задатчиков 1-3 частоты нагрузки, переключателя k сигналов, задающих частоту нагрузки, который включает ключи 5-7 и сумматор 8, управляемого генератора 9, распределителя 10 импульсов по полумостам, содержащего элементы И 11-13, распределителей 14, 15, 1б импульсов по группам тиристоров, модулятора 17j который состоит из задатчика 18 частоты модуляции, генератора 19 пилообразного напряжения и блока сравнения 20, а также задатчиков 21-23 мощности нагрузок, блока 2k суммирония сигналов, умножителей 25-27, блока 28, вычисляющего величину обратно пропорциональную сигналу сумматора 24, согласующего блока 29, блока .30 управления выпрямителем 31 и инвертора 32 с нагрузками 33-35. Устройство работает следующим образом. Пусть в исходном состоянии задатчики частоты 1-3 поставлены в положения, соответствующие рабочим частотам нагрузок 33-35. Задатчики мощности 21-23 поставлены в положение, соответствующее мощности, которую хотят получить в каждой из нагрузок, причем суммарная мощность трех нагрузок не превышает максимальной мощности преобразователя. Тогда сигналы задатчиков 21-23 поступают на входы сумматора 24, а с его выхода сигнал пропорциональный суммарной мощности всех нагрузок через нелинейный согласующий блок 29 поступает на вход блока 30 управления выпрямителем 31, который, отрабатывая заданный сигнал, задает на выходе выпрямителя напряжение, соответствующее суммарной мощности нагрузрк 3335. Одновременно сигналы задатчиков мощности 21-23 поступают на одни входы умножителей 25-27, на другие входы которых подается сигнал с выхода нелинейного блока 28, вход которого подключен к выходу сумматора 24. На выходе блока 28 формируется сигнал обратно пропорциональный выходному сигналу сумматора 24. В результате после перемножения в ,умног .-f жителях 25-27 величин Р и 2:р, их выходах формируются сигналы пропорциональные величинам IP, Т.е. пропорциональные коэффициентам заполнения периода модуляции импульсами мощности соответствующих нагрузок (сигналы обратно пропорцио нальные скважностям). Выходы умножителей 25-27 соединены с соответст вующими входами модулятора 17, а то нее с входами блока 20 сравнения мо дулятора,- который осуществляет управление работой распределителя 10 импульсов по полумостам. Распределитель 10 отличается от соответствующего блока протитипа только тем, что число элементов И в нем И 1-13).больше и равно числу нагрузок. Структура переключател k та же, что и соответствующего бло прототипа, и отличается только числом ключей 5-7 (их число равно числу нагрузок) и числом входов у сум (Матора Ь. Преимуществом предложенно схемы является простота регулирования мощности в каждой из нагрузок. Для того, чтобы изменить мощность а любой из нагрузок, достаточно изменить уставку ее задатчика мощности (в качестве задатчиков мощности могут быть использованы обычные потенциометры) ,при этом уставка остал ных задатчиков мощности изменяться не должна (в отличие от прототипа), так как изменение сигналов, соответ ствующих коэффициентам заполнения, сигнала управления выпрямителем осу ществляется автоматически. Применение изобретения позволит значительно упростить процесс регулирования мощности преобразователей частоты, предназначенных для работы на группу нагрузок, и повысить их н дежность и устойчивость работы. Формула изобретения Устройство для управления преобразователем частоты, предназначенным для работы на группу нагрузок и состоящим из инвертора и выпрямителя, содержащее блок управления инвертором, включающий задатчики частоты по числу нагрузок, выходы которых подключены ко входам переключателя сигналовj управляемый генератор, вход которого подключен к выходу переключателя сигналов, а выход - к распределителю импульсов, выходы которого предназначены для подключения к соответствующим группам тиристоров инвертора, модулятор, включающий последовательно соединенные задатчик частоты модуляции, генератор пилообразного напряжения и блок сравнения, выходы которого подключены к соответствующим входам переключателя сигналов и распределителя импульсов,и блок управления выпрямителем, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, оно снабжено задатчиками мощности по числу нагрузок, сумматором, умножителями по числу нагрузок, нелинейным блоком, выполненным с характеристикой обратно пропорциональной суммарной мощности нагрузок, и блоком coi- ласования, причем каждый задатчик мощности подключен к одному из входов сумматора и к одному из входов соответствующего умножителя, другой вход каждого из которых подключен к выходу нелинейного блока, а выход сумматора подключен к входам нелинейного блока,-блока согласований, выход которого подключен к входу блока управления выпрямителем, а выходы умножителей подключены к соответствующим входам блока сравнения модулятора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР (f 266919, кл. Н 02 Р 13/16, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР № 576653, кл. Н 02 Р 13/16, 1976. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке № , кл. Н 02 Р 13/16, 1981.