Преобразователь частоты с широтноимпульсным регулированием мощности
Патент 782095
Авторы
Преобразователь частоты с широтноимпульсным регулированием мощности
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАЙЙ
<>782095
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 31,07. 78(21)2649920/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Опубликовано 23.1180.Бюллетень МВ 43
Дата опубликования описания 231180 (51)М. Кл.з
Н 02 M 7/515//
Н 02 Р 13/18
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК621..
° 314.27 (088.8) (71) Авторы изобретения
В. В. Шипицын, A A. Новиков, В. И ° Лузгин, A. A. Рухман, В. К. Забоев, В. В. Рудный и В. С. Коллеров
Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (7! ) Заявитель (S4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ
РЕГУЛИРОВАНИЕМ МОЩНОСТИ
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в технологических уста.— новках, использующих высокочастотную энергию при глубоком регулировании 5 мощности.
Известен преобразователь частоты, .в котором регулирование выходной мощ ности осуществляется путем регулиро- вания выходной частоты (1). 10
Однако такое регулирование сопровождается ростом тепловых потерь в тиристорах и снижением надежности работы инвертора.
Известен также преобраэователь,в котором регулирование выходного напряжения осуществляется путем изменения соотношения времени и выключенного состояния тиристоров P2).
Однако при этом в динамических режимах снижается надежность работы преобразователя.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является пре- 25 обраэователь, содержащий. силовой управляемый и маломощный неуправляемый выпрямители, выходы которых через индуктивно-емкостный фильтр подсоединены к шинам питания постоянного тока инвертора, блок управления тиристорами управляемого выпрямителя, включающий в себя синхронизатор, фазосдвигающее устройство, выходные формирователи импульсов, а также блок управления инвертором, содержащий командное устройство, задающий генератор и пересчетное кольцо (3 ).
Недостатками такого преобразователя являются импульсный характер нагрузки выпрямителя и связанные с этим существенные искажения сетевого напряжения, а также недостаточно высокая функциональная надежность. Это обусловлено тем, что коммутирующий конденсатор моста инвертора за время паузы несколько разряжается, и в начале формирования следующей пачки нарушаются условйя нормальной коммутации силовых тиристоров, что может привести к аварийному режиму работы инвертора.
Цель изобретения — повышение функ- . циональной надежности.
Поставленная цель достигается тем, что преобразователь частоты с широтно-импульсным регулированием мощности, содержащий силовой управляемый выпрямитель и маломощный неуправляемый выпрямитель,вых лы кс.тс 1с;г .t. :г< э
782095
4 индуктивно-емкостный фильтр подсоединены к шинам питания постоянного тока
Инвертора, блок управления тиристорами управляемого выпрямителя, включающий в себя синхронизатор, фазосдвигающее устройство. Выходные формирователи импульсов, выходы: которых связаны с управляющими переходами тиристоров, а входы пита ния — с шинами питания постоянного тока инвертора, а также блок управления инвертором, содержащий командное устройство, задающий генератор и пересчетное кольцо, снабжен дифференцирующей цепью, регулируемым блоком задержки, регулируемым ждущим генератором, генератором одиночного импуль- 15 са и логической схемой И, причем выход синхронизатора подключен ко входу ждущего генератора и связан с первым входом командного устройства через регулируемый блок задержки, выход эа- щ дающего генератора подключен к первому входу логической схемы И, второй вход которой через дифференцирующую цепь связан с выходом одной иэ ячеек пересчетного кольца, а выход подсоединен ко второму входу командного устройства и входу генератора одиночного импульса, выход которого связан с управляющим переходом тиристора, шунтирующего дроссель фильтра. Параллельно входу индуктивно-емкостно- 30 го фильтра подключен дополнительный конденсатор. 1
На чертеже схематически изображен преобразователь. 35
Преобразователь содержит силовой выпрямитель 1, подключенный через
Ь фильтр, состоящий из дросселя 2 и конденсатора 3, к входу инвертора 4.
Система управления выпрямителя включает в себя синхронизатор %, фаэо- 40 сдвигающее устройство 6 и выходные формирователи 7. В систему управления инвертора входят командное устройство 8, задающий генератор 9 и пересчетное кольцо 10. Дроссель 2 за- 45 шунтирован обратным тиристором 11, управление которым осуществляется от генератора 12 одиночного импульса.
Синхронизатор через блок 13 регулируемой задержки связан с командным устройством 8,а через ждущий генератор
14 — с одним из входов логической схемы 15 И, второй вход которой через дифференцирующую цепь 16 связан с одним из выходов пересчетного кольца
10. На выходе выпрямителя 1 включен конденсатор 17, к которому подключен также выход маломощного неуправляемого выпрямителя 18. На выходе блока
13 имеется ключ 19. о
Преобразователь работает следующим 60 образом.
При подаче питающего напряжения начинает работать выпрямитель 18, при этом заряжаются конденсаторы 17 и 3.
При достижении определенной величины 65 напряжения на конденсаторе 3 начинает работать выходной формирователь
7, с выхода которого импульсы поступают на тиристоры выпрямителя 1,. Конденсатор 3 быстро заряжается до полного питающего напряжения, Одновременно импульсы с выхода сйнхронизатора 5, соответствующие моментам естественной коммутации, поступают на вход ждущего генератора 14, длительность импульсов которого регулируется в пределах 60 эл.град. Формируемые генератором 14 импульсы поступают на второй вход логической схемы
15 И, обнуляя его и обеспечивая тем самым отсутствие сигнала на его выходе в течение длительности формиру-. емого генератором 14 импульса.
При поступлении на вход командного устройства 8 через блок 13 задержки импульса от синхронизатора 5 включается задающий генератор 9 и с выхода пересчетного кольца 10 импуль сы управления поступают на тиристоры инвертора 4, обуславливая начало процесса инвертирования напряжения. При этом импульсы с одной из ячеек пересчетного кольца поступают через дифференцирующую цепь 16 на первый вход логической схемы 15 И.
Таким образом, на выходе логичес кой схемы 15 выделяется импульс, соответствующий концу выходного импульса одной ячейки пересчетного кольца 10, появляющийся первым после окончания импульса ждущего генератора 14. Выходной импульс логической схемы 15 поступает на командное устройство 8, определяя момент выключения задающего генератора 9, и на генератор 12, определяя момент отпирания шунтирующего тиристора 11. Вспомогательный конденсатор 17 обеспечивает улучшение условия коммутации тиристора 11. Предложенная схема позволяет за счет пуска инвертора синхронно с момента естественной коммутации облег- чить переходные процессы и сделать преобразователь более надежным и устойчивым в работе. Кроме того, поскольку длительность непрерывной работы инвертора изменяется в пределах
60 эл.град., обеспечивается равномерная загрузка тиристоров выпрямителя и существенно снижаются искажения сетевого питающего напряжения, а синхронизация моментов начала пауз с моментом окончания импульса, формируемого одной из ячеек пересчетного кольца, обеспечивает устойчивый режим работы инвертора за счет подачи имПульсов на тиристоры диагонали моста, противоположной той, с работы тиристоров которой началась пауза.
Таким образом, преобразователь устойчиво работает в импульсном режиме, а возможность регулировать среднюю вымодную,мощность. преобразователя от
782095
Формула изобретения. °
ВНИИПИ Заказ 8163 70 Ти аж 783 Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, нуля до максимальной при сохранении высокой удельной мощности во время следования импульсов повышает функциональную надежность его работы.
1. Преобразователь частоты с широтно-. импульсным регулированием мощности, содержащий силовой управляемый выпрямитель и маломощный неуправляемый выпрямитель, выходы которых через индуктнвно-емкостный фильтр подсоединены к шинам питания постоян- ного. тока инвертора,блок управления тиристорами управляемого выпрямителя, включающий в себя синхронизатор, фазосдвигающее устройство, выходные фор мирователи импульсов, выходы которых связаны с управляющими переходами тирис7оров, а. входы питания — с шинами питания постоянного тока инвертора, а также блок управления ннвер-. тором, содержащий командное устройство, задающий .генератор и пересчетное кольцо, отличающийся тем, что, с целью повышения функциональной надежности, он снабжен дифференцирующей цепью, регулируемым блоком задержки, регулируемым ждущим генератором, генератором одиночного импульса и логической схемой И, причем выход синхронизатора подключен ко. входу ждущего генератора и связан с первым входом командного устройства через регулируемый блок задержки, выход задающего генератора подключен к первому входу логической схемы И, второй вход которой через дифференцирующую цепь связан с выходом одной из ячеек пересчетного кольца, а выход подсоединен ко второму входу командного устройства и входу генератора одиночного импульса, выход которого о связан с управляющим переходом тирис тора, шунтирующего дроссель фильтра.
2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что параллельно входу индуктивно-емкостного
15 фильтра подключен дополнительный конденсатор.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Тиристорные преобразователи частоты для индукцйонного нагрева мета ллов. — Труды УАК, вып. 64, сб. 4, Уфа, .
1974.
2 ° Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции по разработке и промышленному применению полупроводниковых преобразователей частоты в машиностроении. Уфа, 1977.
3. Авторское свидетельство СССР
1Ф 2395642, кл. Н 02 М 5/505//Н-02
Н 02 Р 13/18, 11.08.76.