Способ распределения мощности инвертора между двумя нагрузками

Способ распределения мощности инвертора между двумя нагрузками

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МОЩНОСТИ ИНВЕРТОРА МЕЖДУ ДВУМЯ НАГРУЗКАМИ , представляюшими собой колебательные контуры, при котором наг страивают контуры иа различные частоты , поочередно подгиот энергию а каждую из нагрузок, причем контролируют технологические параметры нагрузок и частоту инвертора изменяют в функции собственной частоты каждого контура, отлича. ющийся тем, что, с целью расширения диапазона и повьвиения точности регулирования , одновременно с техиологическшх контролируют электрический параметр каждой нэ нагрузок, причем частоту инвертора дополнительно изменяют относительно собственной частоты каждого контура в функции отклонения электрического параметра соответствующей нагрузки от заданного S значения, последнее корректируют сигналом отклонения технологическосо го параметра от заданного значения для данной нагрузки, а соотношение длительностей работы инвертора на первую и вторую нагрузки изменяют в соответствии с заданным сротношеияеМ а средних значений электрических параметров нагрузок.. ОDO ш

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Nlrb@

РЕСПУЬЛИК аа (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОВРЕТЕНИЙ И ОЪНРЫТФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автпесномм саидатвъствм (21) 3276138/24-07 (22) 16 04.81

{46) 07.08,83. Бвл. В 29 (72) A.Â. Иванов, М.И. Мулъменко, П.С. Ройзман и А.М. Уржумсков (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро полупроводниковых преобразователей частоты при уфимском авиационном институте нм. Орджоникидзе (53) 621.314.572(088.8)

{56) 1. Авторское свидетельство СССР

Þ 647815, кл. Н 02 И 7/515, Н 02 Р 13/18, опублик. 15.02.79.

2. Авторское свидетельство СССР .

В 657571, кл. Н 02 Р 13/16, Н 02 М 7/515, опублик. 15.04.79 (прототип). (54)(57) 1 СПОСОБ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

МОЩНОС1И ИНВЕРТОРА МЕЖДУ ДВУМЯ НАГРУЗАМИ, представляющими собой ко- . лебательные контуры, при котором на страивавт контуры на различные часЩр Н 02 Р 13/18// Н 02 И 7/515 тоты, поочередно подавт энергив в каждув нз нагрузок, причем контролируют технологические параметры нагрузок и частоту иивертора изменяют в функции собственной частоты каждого контура, о т л н ч а.в шийся тем, что, с целью расщирення диапазона и повыаения точности регулирования, одновременно с технологическим контролируют электрический параметр каждой as нагрузок, причем частоту инвертора дополнительно изменяют относительно собственной частоты каждого контура в функции отклоне-. ния электрического параметра соответствующей нагрузки от заданного значения, последнее корректируют Я сигналом отклонения технологического параметра от заданного значения для данной нагрузки, а соотношение длительностей работы иивертора на первую и вторую нагрузки изменявт в . соответствии с эадаиныя соотношением g средних значений электрических параметров нагрузок.

1034143

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что соотношение длительностей работы инвертора íà первую и вторую нагрузки изменяют в функции отклонения технологического параметра одной из нагрузок от эа1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах автоматического управления электротехническими установками повышенной частоты, в 5 частности двухиндукторными нагревательными комплексами.

Известен способ распределения мощности интервала между нагрузками, представляющими собой колебательные 10 контуры, при котором настраивают контуры на различные частоты и поочеред-. но подают энергию в каждую из. нагрузок, причем частоту инвертора изменяют в функции соответственной частоты каждого контура (1).

Способ осуществляется за счет периодической настройки. частоты выходного тока инвертора на резонансные частоты нагрузок. Недостатком способа является отсутствие независимого регулирования мощности к каждой нагрузке.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ распределения инвертора между двумя и более нагрузками, .представляющими собой колебательные контуры, при котором настраивают контуры на. различные частоты, поочередно подают, энергию в каждую из нагрузок, причем контролируют технологические парамет. ры нагрузок, частоту инвертора изменяют в функции собственной частоты каждого контура, а при достижении З5 технологическим параметром заданного значения прекращают подачу мощности в соответствующую нагрузку 2).

Недостатками данного способа являются малый диапазон и невысокая точ- 40 ность. регулирования, что .связано с тем, что в каждую иэ нагрузок подается либо максимальная, либо близкая к нулю мощность и в кривой изменения технологического параметра возникают большие пульсации. Диапазон регулирования средней мощности в каждой нагрузке находится в пределах от нуля примерно до половины номинальной выходной мощности инвертора, что ие удовлетворяет технологическим требованиям индукционных нагревательных установок. данного значения, а сигналом отклонения технологического параметра второй нагрузки от заданного значения корректируют сигналы заданных значений электрических параметров ,обеих нагрузок.

Цель изобретения - расширение диапазона и повышение точности регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу распределения мощности инвертора между двумя нагрузками, представляющими собой колебательные контуры, при котором настраивают контуры на различные частоты, поочередно подают энергию в каждую из нагрузок, причем контролируют технологические параметры нагру3оК и частоту инвертора изменяют в

Функции собственной частоты каждого контура, одновременно с технологическим контролируют электрический параметр каждой из нагрузок, причем частоту инвертора дополнительно изменяют относительно собственной частоты каждого контура в функции отклонения электрического параметра соответствующей нагрузки от заданного значения, а соотношение длительностей работы инвертора на первую и вторую нагрузки изменяют в соответствии с заданным соотношением средних значений электрических параметров нагрузок.

Кроме того, соотношение длительностей работы инвертора на первую и вторую нагрузки изменяют в функции отклонения технологического параметра одной из нагрузок от заданного значения, а сигналом отклонения технологического параметра второй нагрузки от заданного значения корректируют сигналы заданных значений электрических параметров обеих нагрузок.

На фиг. 1 изображена блок-схема системы автоматического регулирования, посредством которой может быть реализован предлагаемый способ; на фиг. 2 - графики зависимости электрических параметров нагрузок Р1, Р от частоты %; на фиг. 3 — времейные диаграммы, характеризующие изменение во времени заданных значений технологических параметров нагрузок Т м и 02 7 мгновенных и средних значений электрических параметров Р„ и Р1 и текущих значений технологических параметров Т и Т .

Система (фиг. 1) состоит из частотнорегулируемого тиристорного инвертора 1, нагруженного на резонансные нагрузки 2 и 3, с которыми связаны входы соответствующих датчиков

4 и 5 ойределения частоты резонанса, датчиков 6 и 7 электрических параметров (тока, напряжения, мощности) нагрузок, а также датчиков 8 и 9 технологических параметров (температура нагреваемого объекта) нагрузок. lO

Система также содержит эадатчики 10 и 11 технологических параметров нагрузок, задатчики 12 и 13 электрических параметров нагрузок, элементы

14-17 сравнения, суммирующие элемен- 15 ты 18 и 19, регуляторы 20 и 21 частоты инвертора, через ключевые схемы 22 и 23 связанные с управляемьм генератором 24, регулятор 25 соотношения длительности работы инвертора на первую и вторую нагрузки,. пересчетную схему 26.

В системе можно выделить два канала управления, первый из которых (четные позиции) — на режим нагрузки 3. Каналы работают поочередно, что обеспечивается переключением ключевых схем 22 и 23 от сигналов пересчетной схемы 26.

Способ распределения мощности инвертора 1 между резонансными нагруз- Зо ками 2 и 3 заключается в том,что контуры нагрузок 2 и 3 настраивают на различные частоты Ь1 и т., поочередно подают энергию в каждую из нагрузок 2 и 3, что обеспечивается пооче- Зэ редной работой каналов, контролируют с помощью датчиков 8 и 9 технологические параметры нагрузок Т Т

2 с помощью датчиков 6 и 7 —, электрические параметры нагрузок Р.„,.P ., 4О частоту инвертора, что обесйечивается работой обратных связей на элементах 4,5 20, 21 22, 23 и 24, причем частоту инвертора Х дополнительно изменяют относительно собствен- 4$ ной частоты каждого контура в функции отклонения электрического параметра P соответствующей нагрузки от заданного значения Ро, что обеспечивается работой элементов 6,7, 12, 13, 5()

16 и 17, сигнал Р задатчиков электрических параметров Т от заданного значения То для данной нагрузки (что обеспечивается элементами 8,9,10 ll

14,15,18 и 19), а соотношение длительностей работы инвертора на первую и вторую нагрузки $ / g изменяют в соответствии с заданным соотношением средних значений электрических параметров нагрузок Р1 /P>, что обеспечивается регулятором 25.

В системе, показанной на фиг. 1, соотношение длительностей работы инвертора на первую и вторую нагрузки

6„/+2 изменяют в Функции отклонения технологического параметра Т одной 65 из нагрузок от заданного значения

Т, что реализуется введением связи выхода элемента 14 сравнения с входом регулятора 25, а сигналом отклонения технологического параметра

T второй, нагрузки от заданного зна" чения Т корректируют сигналы задатчиков 12 и 13 электрических паРаметРоВ Ppq РЕ2 °

Пересчетная схема 26, периодически включая ключевые схемы 22 и 23 на время 6 и 12 соответственНо, выполняет функцию коммутатора каналов системы управления. Через открытые ключевые схемы 22 и 23 на вход задающего генератора 24 поступает управляющее напряжение с регуляторов 20 или 21 частоты, которое является функцией сигналов. датчиков 4 и

5 частоты резонанса,а также отклонений от заданных значений электрического и технологического параметров. нагрузок.Под действием сигнала регулятора частоты происходит настройка задающего генератора 24 иа резонансную частоту вплоть до установления .заданного значения технологического параметра T и необходимой для этого величины электрического параметра P.

Таким образом, распределение мощности между нагрузками происходит в пределах каждого цикла эа счет плавного изменения частоты от резонансной до некоторой минимальной К „„я (Фиг. 3), что приводит к регулированию электрического параметра Р от максимального Ршп до минимального значения Р„„„ (фйг. 3); и эа счет плавного изменения соотношения длительностей- работы первого и второго каналов 1„/t<.

Схема, показанная на фиг. 1, специфична тем, что технологический параметр первой нагрузки Т регулиру ют изменением соотношения времени „/42, т.е. перераспределением выходной мощности инвертора между нагрузками, а технологический параметр второй нагрузки Т вЂ” одновременным . дополнительным изменением частоты задающего генератора относительно сббственных частот контуров, т.е. за счет изменения электрических параметров обеих нагрузок в пределах от РМ1и До Рюо °

Возможны варианты схемы, в которых регулирование каждой нагрузки ведут одновременным изменением частоты т и соотношения вфэменд +„/4 .

По сравнению с известным предлагаемый способ распределения мощности позволяет использовать не позиционное, а непрерывное регулирование технологических и средних электрических параметров нагрузок, что существенно повышает его точность (с 0,5 до 0,1-0,2%). Диапазон регулирования параметров каждой из на1034143

Фюзи r Ьвсм Fg

РжР

4М 7

ВКИИПИ Заказ 5640/57 Тирам 6В7 Подписное

»»»»»». Ю

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 грузок также шире, чем в известноМ способе, а нменног мощность инвертора может полностьв подаваться в одну нагрузку, либо распределяться между нагрузками в требуемой пропорЦииа

Использование предлагаемого способа в двухиндукторных нагревательных комплексах с автоматическим регулированием температуры в каждом иэ нагревателей позволит заменить следящие потенциометры с .пазицион» ньии регуляторами на высокоточные аналоговые регуляторы температуры, например, типа BPT, a также использовать для управления технологическим процессом ЭВМ. Расширение диапа» эона регулирования мощности в нагрузках расширит технологические возможности способа.