Устройство для фазового управления автономным инвертором тока с самовозбуждением
Изобретение относится к электротехнике и может быть 1спользовано в электротермии в качестве источников питания. Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона регулирования. Получение заданного значения угла опережения инвертора независимо от длительности положительной и отрицательной полуволн выходного напряжения в переходном режиме достигается за счет управления инвертором по положительным и отрицательным полуволнам независимо. Величина угла опережения в положительный полупериод определяется длительностью предыдущего положительного полу - периода , а в отрицательный полупериод - длительностью предыдущего отрицательного полупериода . 2 ил. (О ел
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (бо 4 Н 02 М 7/48
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3981 192/24-07 (22) 04.1 0.85 (46) 07.11.87.Бюл. Ф 41 (7!) Харьковский политехнический институт им.В.И.Ленина (72) В.П.Шипилло, В.В.Ерисова, В.Н.Кондратюк (SU), Сунанто (ID) и Д.В.Почапский (SU) (53) 621.316.727 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 647831, кл. Н 02 M 7/48, 1976.
Беркович Е.И.Тиристорные преобразователи частоты для электротермических установок, 1 983,,с.150, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНЬ1М ИНВЕРТОРОМ ТОКА С
САМОВОЗБУЖДЕНИЕМ (57) Изобретение относится к электро. технике и может быть .использовано в электротермии в качестве источников питания. Целью изобретения яв— ляется повышение точности и расширение диапазона регулирования. Получение заданного значения угла опережения инвертора независимо от длительности положительной и отрицательной полуволн выходного напряжения в переходном режиме достигается за счет управления инвертором по положительным и отрицательным полуволнам независимо. Величина угла опережения в положительный полупериод определяется длительностью пре— дыдущего положительного полу периода, а в отрицательный полупериод — длительностью предыдущего отрицательного полуперио— да, 2 ил.
Изоб()- т! l!){a ()T))О(1 .:я к:)(*к rpu техник t . и мо)((Р т быть !I(и(, 1f. .- o 3 а чо
ДЛЯ УП Г)ВВЛРН){ 3{ T i) P!{ Т iFЭ(3.:." И ) 1({(3 (- ) О, t8
ЯВЛЯЮщв Г ОС Я С О(Т;(!3 If!) -)r tf;;.C Т:-К! }(13 ) Х— зв Рнных пр!ВО бра 3 О)3(3 i Р:!(té ч;:c то-.гы „
)(0TOP61t П „) ИМЕ){5(f() . С Я 13 3.!:.Е К 1 .t() Т (. .(1{). ;
В Кач ес f н Р Исто -))(и},O!3 1 ИТа, )(: я:
Цель из О бре тения — п О В ьпк)--.:" Ие: ott—
НОСТИ PPI 5(!(){;)O)3«f){)3(3 И 1;а.с ff! Pt(3.(1 C пазона регу:(ирования,.
На фиг.1 показана СГрук,Урна=, схема ус трОЙС тВ а (ля ф .!. 3 О13 01 О у)11!а)3 ления автоном({ьь! инвегг.сpo:- тc)K,I с самовозбу)((де){ием:, на фнг,2 зре-:;: ные диаграммы зл(меH I OH уc Tpойс в для фазово(о управле){)(;) автc:({OK)}(ь)ь( инвертором .Гека с самонозбу):..Г(3!r..: и .
Устройст()o содер)(ит четь ре б:,.Ок;::
1-4 формирования сигна))а уп азлен.iF и блок 5 устройс; ва у р»; л(-) ия, K)a дый из четырех 6J:oêoB +О()к(и,)ова ния сигналов унравлени)! «СО)(ерк((т со-. ответственно один )(з (п(тег .:а торов
6 9 Вь{ход ка)ддо О и 3 которь х coе (и нен с )зходом одн )го из компап; тr)pul)
10-13, Вход){щих с оотв (.) с Твенно г) со:-. тав упоь(5(5(уть:х. блоков 1- 4 hoði;)(рования сш.нам "i управ.:f".Ifия, I.(3 r) ПО трн КЛЮ«(», ВХ д)щ((CK В COC I;(;: /, блоков 1 — ч Г! о рм и-,,о Ва п(: 5 cè(H)3)fà равления . -(» Нхо",:пг;;.:L ра: ор, ключены клк)ч - i . I o -:- . в:n ãратора 7 — к.)юч;; 1 — . -:, 1)а а (Од:н-тегратора 8 - к. )з! } "., - 2;, .н,). Вх:д интегратор» 9 —:(, fl; .: . 0- 2 .. 1-:;(Г( устройства . Нрав: с:); я, )дс ..) „". 1} çc)-мирОВате..пь 2;; и p. !:.c ::.,"..f i !.= аний, и:(ep(.:p 27,;}, рн ..- )з 28 и 29 с;) счет){))). 3 - с); ), „ i !!с- с 2 блоков управления .",.::.;. .; t., -(l! : ри зтом выход форми Оа:(i" ;: 3 2 .,) Нря .. o— угольных колебан)(й ccrc,,! Ине:(: В ь О to-. инвертора 27 и в:(Одо } ) )игг-;.- );! 28 со счетным входом, а .-.Ьход !i .{)е!.тора 27 — с входом тря.г гера 29 с ", счс т {ьгч входом., Входы олс K а 30 уираd:1((èo ключами соединены coo., в стстз )(Ho с выходом формироватс-. .. б пГ я (оу . o:(ü— ных колебаний и ))рямь! Выходом триггера 28 со счетньм вхоз Ом) !.) )с}ь.а .) i управления ключами — с зь(ходом б:Io— ка 1 формирования сигнала управл.пия и инверсным выходом Tpi:гге а 28 со счетным вхсдом, б.пока ", 2 упр}(ь)ления ключами — с выходом I» ертсра 27, блока формирован).я с.(c(fàttà у-{равле— ния 1 и прямь(м Вь)ходом три(" (pB 28 :.!i: . ......,: .:.. )} (.:(к 3 !В . .!3!I(. I) I (F ) !»:i . :)} . !1! .Г:: .I С r) !) г) }3(,!) !)д,! ) );!, "; -!.-. 8, О -,.:О})О б. fо);1 ..,:: ):.;-!1 )R (Р()((28;; ., I; Тп! .- !3"",, t, ;! (r t3!ЭГ.Or);)5! ).. . ". - .; . (:- Г)(ь(! (;,:.-!)})Ом ВхГ).((.},,! "О:. :, - . )p —.. ",(I{1 я Р I) Ir(t! . " : . ТС 3((«o : ин)з Р r " I, (: ". Я} .! "! !3}.)ь (Г; .)П Е t . ...,: ц С вЂ” !K!ó (-;..О-;(Г), t - ))(1 - . ) С И)!(1-:= !(it r )I )- (rt(f(!!Ft5{ и (), ). !",, 13, ; О t 8 ус р а!! . и }{; ,г ). (, if «! ot. .j)K(» ) . 1 )":; . : !!.)!:Iя !; t - r)1;( .);I}З:1! 1)!(» t! IL « t ° (ОГ, 5 t,и! (Рt).: ) ( () Р . t ) ° . . ((1 ..! 1 )3 . . ! i . -,, t: f 1" .)« .*, :If) ) ! я ,"О : 3, . . «!;! t(- !r! 3{5{ К () -).;1» (! ,!! ав : .) (.) О Г !) Р Т Т ) } ) ,!. В х() !-С} "t -f ) !! f ) р!{i ь) . а 1,, }, . . —;" ) ).) -(я-! t! (),3(й и:(и.(: !.1,, ):::.я ....: б IО!я . tr !11;йСТВа ). - ) 1 1! r: (.; —;,(1 ff !.";)а -(:-(а л:)).:1,,:,). )I OI) i:1. . ) LYr)L) H()! :, r 3! r I i t. .!.;:,".I(: а)3, :О. :м ь) 1:)= ) ГО );3: ОI . . !:п .; )Г) 3: . е;1Ие. : (. :(.: (!ьг!, it . i. i . (:(. .": ".: I -:. Ха 3((«. Т ):. ! fi ".,(!! 1()!.>}(С)IГ:: 1:)r-! .::. "рСI (- Т)3:),(Зя ф»вЂ” „:.-Вац (е . я «13 Ä!I .,)пь. )(.{п p{)" " (())«,3 (! . «! ОН:: " () У);;! C I O{(I, !it " I " 135 сигнала управления к формирователю импульсов уп равления, Сиг нал U „синхронизирует работу всего устройства для фазового управления автономньи инвертором тока с самовозбуждением, что является необходимым условием при реализации принципа самовозбуждения. Формирование информационных сигналов устройства для фазового управ— ления автономным инвертором тока с самовозбуждением рассмотрим на примере блока 1 формирования сигнала управления. В момент времени, соответствующий началу нечетной положительной полуволны выходного напряжения U< (диаграмма a,ôèã.2) под 1 действием сигнала U (диаграмма 3 фиг.2) замыкается ключ 14 и напряжение L, (диаграмма б,фиг. 2) на выходе интегратора 6 начинает линейно нарастать под действием опорного сигнала U . В момент окончания нечетной положительной полуволны синхронизирующего напряжения О„под действием сигнала U >> (диаграмма к, фиг . 2) замыкается ключ 16, а ключ 14 размыкается. так как сигнал U, станов итс я рав ным нулю . В течение нечетной отрицательной полуволны напряжения U„ на выходе интегратора 6 сохраняется постоянное значение напряжения U,, В момент начала четноЙ по ToKHTeëüíîé полуволны синхронизирующего напряжения ключ ! 16 размыкается, так как Uyq принимает нулевое значение,а ключ 15 замыкается под действием сигнала (диаг рамма и, фиг . 2) . В момент достижения сигналом U< (диаграмма б,фиг.2) нулевого значения ключ 15 размыкается, так как сигнал 0 принимает нулевое значение, а ключ 16 замыкается под действием сигнала U> (диаграмма к,фиг.2), чем обеспечивается нулевое значение напряжения на выходе интегратора 6 до начала следующей нечетной положительной полуволны синхронизирующего напряжения U После этого процесс вновь повторяется. Компаратор 10 преобразует сигнал U в сигнал прямоугольной формы U (диаграмма в,фиг.2), поступающий к формирователю импульсов управления Задний фронт прямоугольного сигнала U приходится на четную положительную полуволну синхронизирующего нап— 0796 15 волны. 55 ряжения U Таким образом, блок 1 формирования сигнала управления формирует информационный сигнал на формирователь импульсов управления в четные положительные полуволны синхронизирующего напряжения. Аналогичным образом формируется информационный сигнал блоком 2 формирования сигнала управления в нечетные положительные полуволны синхронизирующего напряжения U блоком 3 формирования сигнала управления — в четные отрицательные полуволны, а блоком 4 формирования сигнала управления — в нечетные отрицательные полуФормирование управляющих сигналов ! (l U U и U íà ключи 14 — 16 блока 1 формирования сигнала управления, а также аналогичных сигналов 2 с управления Б,,U „,, U „на ключи 17 — 19 блока 2 формирования сигнала 1 1 3 О,, U, U на ключи 20 и 21 блока 3 формирования сигнала управле4 4 4 ния и U,,Ut, U>. на ключи 23-25 блока 4 формирования сигнала управления осуществляется в блоке 5 устройства управления. Рассмотрим формирование сигналов l 1 управления U,, U, U на ключи 14,15 и 16 соответственно. Сигнал (Ut1, появляется на выходе блока 30 управления ключами при наличии на его входах сигнала Ц з (диаграмма г, фиг.2) с выхода формирователя 26 прямоугольных колебаний и сигнала U (диаграмма е, фиг.2) с прямого выхода триггера 28 со счетным входом . Наличие упомяну— тых сигналов U1 и U на входах блока 30 управления ключами совпада1 ет с нечетной положительной полуволной синхронизирующего напряжения U . Таким образом, с выхода блока 30 управления ключами на управляющий вход ключа 14 поступает сигнал U (диаграмма з,фиг . 2) в течение 11 нечетной положительной полуволны, синхронизирующего напряжения U„ (диаграмма а, фиг.2). Сигнал 0 „ появляется на выходе блока 31 управления ключами при наличии на одном его входе сигнала U (диаграмма ж, фиг.2) с прямого выхода триггера 28 со счетным входом и в отсутствие на друг Ом е ГО в ход» (".1)i нала аграмма в, фиг.2) «а в-г с,;-. бл(1(a 1 формирования скгнала унравпения, Таким образом, с в} хо((а б «ока,1 )аipeв JEeHHR КЛК)яаМИ На У71Р2В). ЯЮ>!(!(й! ВХОЦ ключа 15 ElocTyl?Bcт сит «л 1 (диаграмма к, фиг . 2) с ь",с ".е}г),- .. а)аliB ЧЕТНОЙ ПО IОЖИТсЛЬ)3 Сй Г т»(B О т "! (ЛH7 ронизируюп(е(о на«ряжения „,,ц;..BI — » Ра(ЪМа с! q (()У»Г l) ()О !30 )с (B I >(Т(t ()иг (IBJEQM 1.1! (,J() са! pB><;"? B б фиг.2) нулевого -BHBH"-3 "-я,, гнал ! U(1> появляе7 ся на Вь(х )! б «7 2 >>>T(PBBЛЕНИЯ КJTiO 28 со ст(етньм вх.-дом Р о гс» т.}т=:и "i с сигнала И, (Лиат рамма э, фк, 2, на выходе блока 1 ф: рмирсва!<ия ..НГ.!Пла УПРаВЛЕНИЯ,.(ЛИ П>С-т ПОЯ:- ЛЕН(?Н < )<1 :— .B>!B B ОТС»>>ТСТНИЕ С НГННГ с (; с! НПЛИ ЧИИ С«1 НаЛа 11„, 1 НК(Л)(Об»Ра.)0»т < НГI (HBJI U, IIocTynBе.; c вь)хода (7.,7}»B 2> 2 унраВЛЕНИя КЛЮ»(аМН «а,.Прап)1: —.)Ю(т(кй вход ключа 16 в те- eHI Щего наг}РЯжен ..Я 1.1,, н с:мотеH 17- спа.,с >т К НУЛЮ СКГНаЛа U На .,ЫХОД}3 -:"(7 er Ра-1 тсра 6 дО МОМЕНта НаЧ-l«B С,.ЕЦ >гЮ()3Ей нечетной по:(ожит(льной пслуво;}ны cHHxpoнкЗирую1цег0 на«ряжения О!.„, АНалоГ ИЧ НЬБ< 0 б 17 2 3 ОМ фО РМх) (TÆ 7 С Я УП РаВЛЯЮЩИЕ C HI На)(Ы Нс. Ь с с Та:IЬ ные ключи устройс7BB, Блоки 30- . управлс))ия )(J> випми могут быть 3)ыполнень) H лОГ;: 3. Ских ЭЛЕМЕНТсlх В COOTI)eTCÒBНИ С C!". ICBH" HbM алгоритмом ф» нкцис>пирона-Hÿ) iBK, например, блоки 117, ) Э ..)т 6 к "9 управ-ления ключами могу- бь)(ь Br>J!QJнень! в виде логически>. .яче(ск !1. ПОЛУЧЕНИЕ Задс!НГ!О Г О 3 На -:. с(! !!1Я»" Гла опережения инверторн нс-:а внс;тмо «<7 JlQæ-i 23(Ь) .с и цательной полуволн выходного )-апряжения H пе pe)(QE(HQ»у! p()i,:èìс Ilo тк а 2 т" ся за счет управ.пения 3?1)нe,..)"7,:ром пс IEOJIO)I(HTe ТЬНЫМ И >TPHltB. ГЕЛЬ НЬ)! ) .с() }1»(" волнам независимо, В: —.70;. Сл,»EBB в=--. ЛИЧИНа УГЛа OIIЕРЕжЕЬ(У?Я Ь П 7ложи-тельный полупериоц Опре-,."-.л )pTi:: длительностью прець(ду).;,е: о:)слсжитель ного п}03 (Уп еРиода, а В> О TPHilBT! P. .ь ный полупе риод — длительностью прецьгдущего Отрицательногс полуперкода ЭТО ПОЗВОЛИТ РаС?))ИРИть ДHBIIBa<)H Регулированкя инвертора -. pBó)(BI)e(tíot.,,;;...". QIi (I -: ); (>б;:нз .>}>}}(B«e, 1;ри ре— он:) И ! 1 . Х()) i (71 ):.?B! i PB>i(ЕНИЯ )(3}(;.!(И; (, „) (-; т)ЕР(Х.;ЕН! Я :т с) 1;;т)а !(О 3(1)(1>)).;нл(3!} (!;ri!7HQ()ре )б— ; т;-т .-я о, а. -,; -!;«"(. Оян)}! т!<;и pBB" Е (. i! И и ?>3 с,т i! а:, - (0:)й(ТВС (т.;?Я ф2 В()В ОГО -,;Паei} Е 1!! Н = .>! ТОНОМН)>)М i :".- ..: Овб»Ъг)(>21: Е)- СО „ЕО)--,21:(e !>Ва <аж;- )!! Н; Х (> I ) 7!>?J(BX01 HT И>!в ! х) т . С и Tc;., с. 1 с-, -, i!,});((»В»(7ВЕ— с) т(»>-1 >(.т, ;3(I Р с) !Нс(i )- ттт()3(На «:т ), (IÐ I C.J}«ЬН. 1» т),1!ОК;.3 фс 0 ?HB(«3;3))ИЯ ; 1« 1?> 1 3..«)721> СНН!(> . ., „}IСК . ;. PBÁ .Е— ",1)S! < „ ))O -1 (jr! È i>!); . т! ?ЕН . Г>?7 Ь(B >3 ХО, )B ..<-!1 :",1; !а;.!«1, ) }>(х 7!3-t(H, Вырабат?-1.?Г . та > Гот) ..(Bf 1-:01Š— с(ток !(ос)3:ТЕНИН ° . I -! i! . 0 >101,0>}) Т(. -.7}ь -?(С "! Н:.=(?B HB :>с}01, тст 3»(Q: 1-: }C" Т.. !»<)= Су. Нс>-(с> l!B (r! v : -> i » Г ":ОГ С 0 Q »BB с:. IЬ НО 0;,Г?) i;B (12 1ЕРВСМ )3:(О JP Н 0"C ., Т, 1 C:.Iг На -12:-с(т В То .)0.! (3ХСЦЕ t(,?i! т!>H QB =, !СН,< i - .=.,Г)(C) J, H-:3 BT» 00"..; ВХО;10 ",(т т СТB 2:)ТQ i )>»Х )ЦС -- ? PH () СЯ)3(òÅ )И(! - Е-с";10Г С: Слrij У(! Е. IЬ НС. О С Ит lта т(а б на и: 1))воя н ходe, !!B . iR70У вьгс) ?P «Р (1 ()HB !Е !l:.11(-:"Ч (!Тс()1 0 «С ) 0)H Е П> "Г 11) lle С H. >B. 1!l !!п ГPP(Ь ЕМ БХ(»Д .:B «))НВ".ЕНИН r?Е HGE О )0 }т(Т !Ь!>О! С !« = .Iсl га ?t}-1)130!! BXO }! т И 1И «СНВ .:: НИЛ )ИГ?т.= J?B ст т! РЕТB " 1(,;у! i«()тт ")>Ь (> (. (>И J "pт т )(0 (!.(; )с-«»:»>.,P. — —..!)Л И)НВ>(ЕНИН ЧЬ- 10! 0 ОТ, }нн OJ.", >HOBO =..:;;.1! . н(3 .ерзом в:о)т::утст})не . и н «ла (i2 -таер-.ом ".С ..i i >i НЕ- . ЕТ:-;0" ":0;."1 ;)H...; 3 "Pl;1ЬНС,. C лГ ! сl:1=:. }(B P,)З СМ 13 ХО, (С i3 СТОУ С 1 Б ИЕ 1i l . JIB На Ч ЕТ В "p . >)М В»(п 1(.I!» ) i pH !! i > H}>(?() Н -IИ С Лl На. il:) = "»3 . В eP ()!! B ХО" :т ес я" с. 13 ;:! ;i- ):. .i) ян; е 15507 нии четнога отрипательнога с«пенала на первом нходе, на одиннадцатом выходе — при появлении нечетного а-рицательнаго сигнала на первом Bxo— де в отсу-с -BBB сигнала на пятам входе, на двенадцатом вьгходе — при появлении четного отрицательного 96 в .алом третьего клю «я первого блока фармирава««ия сигнала управления, чег= вертый выход — с управляющим входом первого к;гючя в-.араго блока формирования сигнала, гятый выход — с уп— рявг;яющим входам в гора. о ключа второго блока фармирагяния сигнала упрявсигнала ча первом входе B oTñórcTB«re сигнала на пятом входе или при лов явлении сигнала на пятам входе, при— чем первый вход прел.г.:яяня «е««для соединения с выхадаг ав тс намного инвертара тока с самовоябу«сдением, вто рой вхоц — с вь«ходом первого блока формирования си нала управления, третий вход — с выходом в †:.араго блска формирования сигнала управления, четвертый вход — с выходом третьего блока формирования сигнала управления, пятый вход — с вьгхадом четвертого блока формирования сгп нала управления, а первый выход соединен с управляющим входом первого к,ючa первого блока. формирования сигнала управления, второй выход — с управ— JIяющим входам втараг0 ключа первого блока формирования сигналx )прав пения, третий выход — с управляющим 30 сигнала управления, девятый выход с уггравляющим входом третьего ключа треть его блок =- формирования сигнала уг«раBëåír«ÿ, девятый выход — с управляющим входам первого ключа четвертага блока формирования сигнала уп— равления, одиннадцатый выход — с уп— равля тщим входом второг0 ключа четвертага блока формирования сигнала управления, двенадцатый выход — с управляю«цим входом третьего ключа четвертого б гока формирования сигналя управления. щения, гцестс и BB«õoä — с управляю«цггм «0 входом третьегo клю-!2. второго б:«ака фаp;««pOBB« сиг нала управления, седьмой выход — с управляющим входом первого ключа третьего блока формирован.«я сигнала управления, восьмой выход — с управляющим входам в ropcro ключа третьего блока формирования » ! — — »» -! — Яе1 1» ! 1 ! »» (.*ос тс,.ви" е. 1!», !1а р )онов а 1. едактор А. Ворович ""!1мре1, И., Иоп;!ви- Koppåê .:p (: . !Цекмар Заказ 5295/55 Тираж 65о ! Q (!! и е !.! о е ВНИИПИ Г oc yea pc тв енно! :i "Q> Hr e r r CCCP по депам изобретений и от!;р!,!!ий 1 13035, Москва, Ж-35, ".ау!!!ск-:.!; í"..á,, д. ч r 5 Производств Ркно поли! p34H1 pc co : !! p(.- ;1!1, .Ия !!е !, .! ж 1 poï 1 v!1, li !)ое! т (!» н -, .Ф
