Способ регулирования выходного напряжения инвертора
Иллюстрации
Реферат
Е. И. Снятков
Уфимский авиапнонный институт им. Серго Ордж идй (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
ИНВЕРТОРА
Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в технике радиосвязи, радиолокации, а также для регупирования выходного напряжения инверторов, работающих в системах управления режимами электротермических индукционных установок, предъявляющих повышение требования к дин»мическим свойствам и устойчивости инверторов при стабильной выходной частоте.
Известен способ частотного регулирования путем изменения частоты инвертирования и расстройки, тем самым, нагрузочного кодебатель ного контуре в сторону от резонанса, приме- . няемьш для регулирования выходного напряжения инверторов, работаницих на резонансный колебательный контур, образованныи катуш1$ кой индуктивности (индуктором) и батареей компенсирующих конденсаторов (1).
Известен также способ фазового регулирования напряжения инвертора Щ.
Наиболее близким по технической сущности
20 к изобретению является способ регулирования выходного напряжения инвертора, заключающийся в изменении времени предварительного 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 предг варительного разряда коммутирующего конденcampa по цепям, не содержащим нагрузку, с последующим разрядом через нагруэочную цепь. В зависимости от длительности предварительного разряда коммутирующего конденсатора определяется амплитуда тока и напряжения на нагрузке.
В переходных режимах при импульсном (скачкообразном) изменении угла задержци в работе венпщей инвертора, формирующих импульс тока в нагрузке, происходит нмпульсное (скачкообразное) изменение фазового сдвига между напрюкением и током в нагрузке (3).
Однако такой скачок по фазе в нагрузке приводит к ухудшению динамических свойств инвертора, при этом увеличивается перерегули. рование, увеличивается длительность переходно. го процесса, а также происходит скачкообразное глубокое изменение эквивалентного сопро875581 тивления нагрузки. Это приводит к нежелательному изменению напряжения на вентилях инвертора и снижает устойчивость его работы.
Цель изобретения — улучшение динамических своиств и повышение устойчивости ин вертора.
Поставленная цель достигается тем, что в способе регулирования выходного напряжения инвертора, заключающемся в изменении времени предварительного разряда коммутирующего конденсатора за счет изменения угла задержки отпирания одного из двух вентилей, формирующих импульс тока в нагрузке, одно-. временно с изменением угла задержки соответственно изменяют частоту инвертирования, а затем в течение переходного процесса возвращают ее к исходному значению. При этом происходит частотная коррекция фазового сдвига между током и напряжением в нагрузке.
На фиг. 1 представлена принципиальная 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®ра 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 вершине моста.
На фиг. 2 приведены а) диаграмма изменения угла задержки включения тиристоров инвертора Р; б) диаграмма изменения частоты инвертирования 1; в) диаграмма импульсов тока через тиристоры, включаемые с опеРежением 1 1 и 2; г) диаграмма импульсов тока через тиристоры, включаемые с задержкой
1 Зи4.
В установившемся режиме инвертор работает следующим образом.
К моменту времени ЬС отпирания 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 1 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 Ь.! с задержкой (, — +0) отпирается тиристор 3 и по цепи 1-5 — 9 — 7 — 3 — 12-11 — 1 протекает колеба4 тельный ток дальнейшего переэаряда конденсатора 9. В нагРУзке при этом формируется
"ульс тока а итуд которого пропорц он на напряжению на конденсаторе 9 к моменту времени Г4 . В момент времени ток т к перезаряда конденсатора 9 проходит через нуль и тиристоры 1 и 3 запираются, В интервале времени 6 g — t происходит аналогичный процесс переэаряда конденсатора 9
10 при работе тиристоров 2 и 4.
Тиристоры 3 и 4 при этом работают с углом задержки Оо- 0(t1 o ) по отношению к тиристорам и 2. Во время очередного цикла работы происходит скачкообразное изменение угла задержки включения тиристоров 3 и 4 по отношению к тнристорам 1 и 2
21 о(. т-Сб))Ь), (фиг 2 a):
До изменения указанного угла задержки на20 пряжение 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 и током нагрузки, что приводит к расстройке нагрузочного колебательного контура и резкому уменьшению напряжения на нем. При этом скачкообразно уменьшается эквивалентное сонротивление нагруэочного контура, что приводит к увеличению напряжения на тиристорах инвертора н снижает его устойчивость.
На фиг. 2 в и r пунктиром показаны импульсы тока, протекающие через тиристоры инвертора в режиме работы с постоянной час35 тотой.
Одновременно с изменением угла задержки производится изменение частоты инвертирования .
1 причем 1Л=1 (т-Гт4) 7 fp=!l(т4 г!) Измене
40 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 исходной частоте Хо, а в течение переходного
45 процесса интервал И г- ) частоту инвертиро щ вания по определенному закону изменяют от „до f. (фиг. 2б).
На фиг. 2 в и г сплошной линией показаны импульсы тока, протекающего через тиристоры
50 инвертор
Постепенное изменение частоты в течение переходного процесса позволяет уменьшить скачок фазы между напряжением и током нагруз ки, сократить длительность переходного процесс са, уменьшить величину перерегулирования.
Напряжение на вентилях при этом увеличивается незначительно, что позволяет повысить устойчивость работы инвертора.
875581 формула изобретения
Способ регулирования выходного напряжения инвертора, работающего на резонансный колебательный контур, заключающийся в изменении времени предварительного разряда коммутирующего конденсатора по цепи, не содержащей нагрузку, путем изменения угла задержки отпирания афного из двух вентилей, формирующих импульс тока в нагрузке, о т л и ч а ю - 1О шийся тем, что, с целью улучшения дина мических свойств и повышения устойчивости в переходных режимах работы инвертора, одновременно с изменением угла задержки соответственно изменяют частоту инвертирова- ния, а затем в течение переходного процесса возвращают ее к исходному значению.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Кацнельсон С. М. и др. Частотные характеристики нагрузочного контура н 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 Н 409345, кл. Н 02 М 5/42, 1971.
875581 бе 8фу фм2
Составитель А. Сытин
Техред Т.Маточка
Корректор-Л. Бокшан
Редактор О. Черниченко
Тираж 733, Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 9377/84 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектнаи, 4