Способ управления преобразователем высокой частоты

 

СОКИ СОВЕТСКИХ

NNN

РЕСПУБЛИК

ИЕ (и) 3(5Р, Ц 02 Р 13/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOM_#_f ET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТНРЫТИИ

К АВТОРСКОМУ ОМРВВТВРВОТВУ (21) 3283698/24-07 . (22) 30.04.81 (46): 15. 06. 03. Вюл.. Ф "22 (72) А.В. Старцев, Ш.В. Вагапов, В.В. Карташев, Р.Й.: Киямов и Е.В. Токарев .(71) уфимский:авиационный институт нм. Орджоникидзе (53) 621 ° 314. 27„,(088. 8) (56) 1. Хрогерис A. и др. Полупро- водниковые. преобразователи электрической знергии. РйГа, "Зинатне", 1969, с. 339 °

2. Горбачев Г..Н.», фадеев Г,И. широтно-импульсное регулирование высокочастотных инверторов. Труды

МЗК. 1977, вып. 329, с. 48-63.

l (54) (57) CHOCOS: УПРАВЛИШЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ. ВЩ:ОКОЙ ЧАСТОТЫ, .состояшим нз: выпрямителя .и автономного . инвертора, -заключакщийся в том, что,подают периодически пачки им.пульсов управления автономным ннвертором с частотой ниже частоты работы .автойсмного ннвертора, о тл и ч а ю"а(и и с:а. тем, что,. с целью иовиаения устойчивой работы автономного инвертора, синхронизируют частоту подачи пачек импуль--.. сов управления автономным йнверто:ром. c:ñåòüþ: и устанавливают ее равной частоте пульсаций выходного напряжения выпрямителя или отличаюцейся от нее, в целое число раз. 3

1023627 чек ируют и жения т нее хема агаедоваого ерто3. пь из

I а синуется ие тотой тся

2 и сокощее

ыходизмеоты

Lï риода чеса котоостуор 5 упьсы, тельопорпрявход ие инхрот ля рерыущестPR рев отпуваеонислели ли рерыее т

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразователях повышенной и высокой частоты для питания различных электротехнологических установок.

Известен способ управления автономным инвертором (АИ) с широтноимпульсным регулированием (ШИР), при котором обеспечивают периодичес-. кое прерывание питания инвертора по цепи постоянного тока. Входное 10 напряжение АИ имеет вид прямоугольных импульсов (1 1.

Основным недостатком данного спо-. соба ШИР АИ является сложность обеспечения устойчивости инвертора 15 в переходных режимах при периодических коммутациях входного напряжения инвертора. В известном способе это решается путем обеспечения непрерывного режима по входному 20 току инвертора, что достигается повышением частоты прерывания при значительном увеличении индуктивности входного дросселя. Повышение частоты прерывания входного напряжения связано с возрастанием коимутационных потерь в прерывателе и снижением выигрыша в КПД, а увеличение индуктивности входного дросселя— со значительным ростом весо-габаритных.показателей AH.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ управления преобразователем высокой частоты, состоящим из выпрямителя и автономного инвертора, заключающийся в том, что периодически подают и снимают пачки импульсов управления автономным инвертором с частотой ниже"частоты работы автономного инвертора (2). 40

Недостатком данного способа является то, что при питании AH. от сети переменного тока через выпрямитель, возможны низкочастотные колебания выходного напряжения АИ. Это объяс- 45 няется тем, что в общем случае частота прерывания 1„, кратная выходной частоте АИ E не кратна частоте пульсаций выходного напряжения выпрямителя, из-за чего возникают биения выходного напряжения АИ с частотой, определяемой разностью частот 1э — тд, т.е. нарушается устойчивость работы АЙ.

Кроме того, недостатком данного способа ШИР AH является непостоянство во времени значения фазового сдвига первой гармоники .потребляемого из сети тока относительно сетевого напряжения, что приводит к снижению коэффициента мощности установки со стороны питающей сети.

Особенно это проявляется при f. f .

Цель изобретения — обеспечение устойчивой работы AH при широтно- 65 импульсном регулирова питания АИ от сети пе через выпрямитель, а нии коэффициента мощн со стороны питающей с

Поставленная цель достигае тем, что частоту следования и импульсов управления синхрони с сетью и выбирают постоянной равной частоте пульсаций напр выпрямителя или отличающейся в целое число раз °

На чертеже приведена блокустройства, реализуюцего пред мый способ управления АИ с ШИ

Устройство состоит из посл тельно соединенных неуправляе выпрямителя 1, автономного ин ра 2, технологической нагруэк

К управляюцему входу инвертор подключена последовательная ц прерывателя 4 работы инвертор регулятора 5 скважности и бло хронизации 6.

Способ управления АИ реали следующим образом.

Сетевое переменное напряже преобразуется выпрямителем 1 постояиное, пульсирующее с ча напряжение, которое пода на вход автономного инвертора преобразуется им в выходное в частотное напряжение, поступа на нагрузку 3. Регулирование ного напряжения осуществляетс нением соотношения времени ра инвертора 4р и вреМени пауз при постоянной длительности и прерывания Т„= Р+ tв. Период кое прерыванйе работы инверто осуществляется прерывателем 4 рый управляется напряжением, пающим с регулятора 5. Регуля преобразует входное напряжени равления в прямоугольные импу длительность которых равна дл ности времени работы 4р и и циональна значению входного н жения регулятора 5. На второй регулятора 5 подается напряже синхронизации с выхода блока низации 6. Это напряжение име вид узких импульсов и служит синхронизации начала периода вания Т„ . Синхронизатор 6 о вляет выделение из сетевого н жения импульсов синхронизации гулирование фазы этих импульс носительно сетевого напряжени трм изменения напряжения, под мого на управляющий вход синх затора 6, и изменение частоты дования импульсов синхронизац в целое число раз (умножение деление).

При этом в каждом периоде вания длительностью Тп сред значение тока, потребляемого

1023627

Составитель C. Лузанов

Редактор О. Колесникова . Техред М.Костик Коррек тор О. Вилак. с-Тираж .687 Подйисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ю

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4236/48 выпрямителя инвертором, имеет постоянное значение для заданной длитель- ности р . Так как среднее значение этого тока однозначно связано с эффективным входным напряжением инвертора, то и среднее за период

5 прерывания значение действующего выходного напряжения инвертора будет величиной постоянной.

Управление фазой моментов периодических включений инвертора отно- 10 сительно фазы сетевого напряжения, осуществляемое изменением напряжения управления синхронизатора 6, и позволяет регулировать фазовый сдвиг первой гармоники тока, потреб-. )5 ляемого из сети, относительно фазы сетевого напряжения, что обеспечи-; вает получение близкого к единице . коэффициента мощности. Установки со.стороны питающей сети. При малой, скважности работы инвертора (4p < +„ ) возможно получение отрицательного значения фазового сдвига первой гармоники тока, потребляемого из сети. В этом случае преобразовательная установка работает в режиме компенсации реактивной мощности сети.

Регулирование фазового угла может быть как ручным, так и автоматическим. В автоматическом режиме напряжение управления синхронизатора 6 определяется скважностью работы инвертора 0=.+p Т„, чем обеспечивается постоянное значение фазового сдвига первой гармоники потребляемо-. го тока, относительно сетевого напряжения. частота прерывания +g = < Т ра" боты инвертора выбираетСя исходя из требований по быстродействию регулирования, предаявляемых техноло-. гической нагрузкой, С увеличением частоты прерывания %к быстродействие возрастает. С целью устранения: постоянной составляющей в токе, потребляемом иэ сети выпрямителем установки; частоту прерывания при

Ю„ я 1э следует выбирать из услои= Ев,/и, где - 1, 3, 5, 7 ...целое нечетное число. В случае и Ъ 1@ частота 1„"-и В где .и — любое целое число.

Способ применим прн питании установки от сети любой фазности м.=.1,3,6

Реализация данного спосОба .Управления AH в преобразователях частоты, питающегося от трехфаэной . сети позволяет полностью устранить колебания выходного напряжения на ниэкой частоте 1-10 Гц, увеличить коэффициент мощности установки до 0,9 во всем диапазоне регулирования, Кроме того, .данный способ no сраанению с фазовьаа регулированием выпрямителя позволяет повысить быстродействие регулирования до необходимого значения путем выбора частоты прерывания п? %g.