Способ управления инвертором тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) f33243 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) За я вл Ено 30.12.74 (21) 2091529/07 с присоединением заявки М— (23) ((риоритет (43) Опубликовано 05.10.76. Б оллетень Ме 37 (45) Дата onтблккования описания 01.03.77 (51) N. Кл.еН 02 Р 13/18

Государственный квинтет

Совета ниннотроа СЬС;" оо делая нвооретеннй и открытий (53) УДК 6 1.314.5:621..315.59" (088.8) (72) Лвтор изобретения

Б. Б. Новик (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ ТОКА

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники, а именно к управлению инверторами тока, ведомыми нагрузкой, применяемыми, в частности в качестве источников питания для индукционного нагрева.

Известны способы управления инверторами, ведомыми нагрузкой, и устройства, реализующие эти способы, по которым поддерживается постоянство фазового угла между выходными током и напряжением, или времени восстановления тиристоров. Эти устройства построены по принципу сравнения измеренного параметра с заданной величиной (1,2) или на основе преобразования четверти периода выходной частоты в напряжение и преобразования полученного напряжения в интервал времени, характеризующий моменты отпирания тиристоров (3, 4).

Устройства поддержания времени восстановления практически безьпирционны, устройства же поддержания фазового угла инерционны (3), так как требуется время для выделения постоянной составляющей, пропорпиональной текущему фазовому углу.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ (4) .

Управление, прн котором полдерхмвается выбранное время восстановления, а фазовый угол между выходными током и напряжением является функцией частоты, не позволяет иметь для инвертора тока жесткую внешнюю характеристику., что приводит к усложнению силовой схемы или к увеличению затрат на регулирование по входу инвертора.

По предлагаемому способу с целью получения произвольно выбранного и независимого от изменентй нагрузки фазового угла, между первой гармоникой выходного тока и выходным напряжением выделяют и моментов синхронизации, по которым с помощью поочередного (шагового) интегрирования опорных напряжений получают напряжение развертки, при сравнении которого с нулем формируют очередной импульс с отпирания вентилей инвертора, первый момент синхронизации совмещают с окончанием коммуташпт тока инвертора, второй момент совмещают с моментом перехода через куль выходного напряжения, а третий сдвигают от предыдущего на временной интервал, кратный периоду выходного напряжения, например на четверть периода, причем отношение опорных напряжений на втором и третьем шагах выбирают в

25 зависимости от необходимого фазового угла между

53)243 первой гармоникой выходного тока и выходным напряжением, а отношение противоположных по знаку опорных напряжений на первом и третьем шагах устанавливают равным.

На фиг. 1 приведена блок схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2— временные диаграммы токов и напряжений, поясняющие предложенный способ.

Блок-схема устройства содержит блок команд 1, генератор 2 развертывающего напряжения, состоящий из управляемого переключателя 3, к неподвижным зажимам которого подведены опорные напряжения U> — Ц, а неподвижный зажим соединен со входом интегратора, в обратной связи которого содержится управляемый ключ 4, нульорган 5 и блок 6 формирования, распределения и вывода импульсов отпирания, При реализации данного способа с помощью датчиков, связанных с нагрузочным контуром, в блок команд 1 подаются колебания выходных тока и налряжения инвертора. В блоке команд выделяются интервалы синхронизации, определяющие длительность шагов развертывания. Момент, отстоящий на четверть периода от перехода через нуль выходного напряжения, фиксируется переходом через нуль напряжения, сдвинутого на 90 град.эл.

Фазосдвигающая цепочка, с выхода которой получается сдвинутое напряжение, должна иметь малую постоянную времени в сравнении с периодом выходной частоты инвертора и величину фазового сдвига, не зависящую от изменений частоты в рабочем диапазоне. Этим требованиям отвечает, например, реально-дифференцирующая RC — цепь с постоянной, в 100 раз меньшей периода выходной частоты инвертора. Блок команд управляет переключателем 3 так, что в течение каждого интервала синхронизации t, tz tz на вход интегратора блока 2 подается соответствующее опорное напряжение U

0,, Ц. Момент окончания третьего шага определяется нуль — органом 5, одновременно до начала следующего цикла интегратор закорачивается ключом 4, а в блоке 6 формируются, распределяются и выводятся на тиристоры инвертора импульсы отпирания.

Сущность способа видна из фиг. 2, где приведены выходной ток ь,„и выходное напряжение

U ö, (фиг. 2а), развертывающее напряжение на выходе генератора 2 0разв (фиг. 2б) . По предлагаемому способу моменты отпирания определены так, чтобы стабилизировать угол г при изменениях частоты с>и изменениях выходного тока, от которых зависит угол коммутации 7.

При необходимости отношение О,/Ц может регулироваться в функции какого-либо входного или выходного параметра преобразователя.

Таким образом в предлагаемом способе обеспечивается жесткая внешняя характеристика, практически отсутствует инерционность, обеспечивается надежность в переходных режимах, упрощается в целом регулирование преобразователя, в состав которого входит инвертор, кроме того реализация способа предполагает использование стандартных узлов современной микроэлектронной техники.

Формула изобретения

Способ управления инвертором тока, ведомым нагрузкой в режиме непрерывного тока, состоящий в том, что выделяют п моментов синхронизации, по которым с помощью поочередного (шагового) интегрирования опорных напряжений получают напряже.me развертки, при сравнении которого с нулем формируют очередной импульс отпирания вентилей инвертора, отличающийся тем, что, с целью получения произвольно выбранного и независимого от изменений нагрузки фазового угла между первой гармоникой выходного тока и выходным напряжением, первый момент синхронизации совмещают с окон ганием коммутации тока инвертора, второй момент совмещают с моментом перехода через нуль выходного напряжения, а третий сдвигают от предыдущего на временной интервал, кратный периоду выходного напряжения, например на четверть периода, причем отношение опорных напряжений на втором и третьем шагах выбирают в зависимости от необходимого фазового угла между первой гармоникой выходного тока и выходным напряжением, а отношение противоположных по

4О знаку опорных напряжений на первом и третьем шагах устанавливают равным.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Заявка ФРГ N -1588703 по кл. 21 с 67 — 10 (HO2p 13/20), опубликованная в 1974 r.

2. Патент CIIIA NВ 3718852 по кл. 321 — 19 (HO2m 7/52), опубликованный в 1973 г.

3. Патент CIIIA N -356148 по кл. 307 — 106 (НОЗ

К 3/00), опубликованный в 1968 г.

4. Патент ГДР N -96811 по кл. 21 d 12/04 (Н02

m 7/48), опубликованный в 1973 r. — прототип.