Устройство для управления полупроводниковым преобразователем частоты

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в преобразователях частоты . Цель изобретения - повышение надежности преобразователей частоты при работе на переменную нагрузку. Путем введения фильтра среднего значения , D-триггера с установочными входами , устройства выборки-хранения и второго компаратора осуществляется регулирование частоты инвертора в функции скважности импульсов выходного тока инвертора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1!1

А1 (504 Н 02 М 7 155

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ВИВА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3968950/24-07 (22) 28. 10.85 (46) 30.05.88. Бюл. 1 20 (7 1) Уфимский авиационный институт им. Серго Ордконикидзе (72) А.В.Иванов, А.М.Урхумсков и А.В.Шалагинов . (53) 621.316.727 (088.8) (56) Беркович Е.И. и др. Тиристорные преобразователи повьппенной частоты для электротехнологических установок. Л.: Энергоатомиздат, 1983, с. 66.

Авторское свидетельство СССР

1 736537, кл. Н 02 P 13/18, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОTbl (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в преобразователях часто1ы. Цель изобретения — повьппение надежности преобразователей часто1ы при работе на переменную нагрузку.

Путем введения фильтра среднего значения, D-триггера с установочными входами, устройства выборки-хранения и второго компаратора осуществляется регулирование частоты инвертора в функции сквикности импульсов выходного тока инвертора. 1 э.п. ф-лы, 1 ил.

1399869

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может найти примене" ние в электротехнологических установках повышенной частоты.

Цель изобретения — повышение надежности при работе преобразователя на нагрузку с переменными параметрами.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства1 на фиг. 2 схема датчика проводящего состояния инвертора; на фиг. 3 - временные ди10 аграммы напряжений», поясняющие работу15

Датчик проводящего состояния инвертора содержит два трансформатора

14 и 15 тока, включенные соответст55 венно в цепь тиристора 2 и обратного диода 3 рачонансного инвертора 1, причем кс нец нторнчной обмотки трансустройства.

Устройство для управления полупроводниковым преобразователем частоты, выполненным на одноячейковом резо" нансном инверторе 1 c acrpe o-парал"20 лельным включением тиристора 2 и диода 3, содержит датчик 4 проводящего состояния инвертора, включенный в силовую цепь инвертора 1, задающий генератор 5, выход которого соединен 25 с управляющим электродом тиристора

2, источник 6 опорного напряжения, выход которого подключен к первому входу компаратора 7, источник 8 напряжения управления, выход которого подключен к входу интегратора 9.

Устройство дополнительно снабжено фильтром 10 низкой частоты, D-триггером 11, устройством 12 выборки-хранения и вторым компаратором 13, причем выход датчика проводящего состояния инвертора 1 через фильтр 10 низких частот подключен к второму входу первого компаратора 7, выход которого подключен к тактовому входу Dтриггера 11, выход интегратора 9 подключен к информационному входу устройства 12 выборки-хранения и к второму входу второго компаратора 13, выход устройства 12 выборки-хранения

45 подключен к входу задающего генератора 5 и к первому входу второго компаратора 13, выход которого подключен к установочному входу D"òðèããåðà 11, D-вход которого соединен с общей шиной, а инверсный выход подключен к управляющему входу устройства выборки-хранения. форматора 14 тока соединен с началом обмотки трансформатора 15 тока в общую точку, вторые выводы обмоток трансформаторов 14 и 15 тока через диоды 16 н 17 подключены к первому выводу резистора 18, второй вывод которого подключен к катоду стабилитрона 19 и первому выводу конденсатора 20, анод стабилитрона 19 и второй вывод конденсатора 20 подключены к общей точке соединения вторичных обмоток, параллельно которым подключены резисторы 21 и 22.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы управления U (фиг. 3) с выхода задающего генератора 5 поступают на управляющий электрод тиристора 2. Датчик 4 вырабатывает импульсы

U< длительность которых равна суммарной длительности токов тиристора и диода инвертора 1. Фильтр 10 низкой частоты вырабатывает напряжение

U, пропорциональное скважности импульсов U, которое сравнивается на первом компараторе 7 с опорным напря1 жением U „, вырабатываемым источником 6 опорного напряжения. Пока

U c. U напряжение на выходе компаратора 7 равно нулю. Напряжение на инвертирующем выходе D-триггера 11, предварительно установленного в единичное состояние, также равно нулю.

Поэтому устройство 12 выборки-хранения, к управляющему входу которого подключен инвертирующий выход триггера 11, работает в режиме передачи сигнала с информационного входа на выход. Следовательно, когда длительность паузы находится в допустимых пределах, иаточник 8 управляющего напряжения через интегратор 9 и устройство 12 выборки-хранения воздействует на частоту задающего генератора 5, и можно осуществлять дальнейшее увеличение частоты работы инвертора 1 или повьппать эквивалентное сопротивление его нагрузки.

Как только напряжение на выходе фильтра 10 низкой частоты превысит опорное Ц „ (что способствует режиму, когда время паузы между импульсами

U уменьшается до критического значения, вследствие увеличения частоты или вследствие изменения параметров нагрузки), на выходе компаратора 7 устанавливается едннтчный уровень

1399869 напряжения. Перепад 0-1 на входе синхронизации D-триггера 11 вызывает переключение последнего в нулевое состояние поскольку D-вход эаэемЭ 5 лен. Напряжение на управлюющем входе устройства 12 выборки-хранения становится равным 1, что вызывает сохранение на его выходе той величины напряжения, которая присутствовала 1р на его информационном входе в момент переключения в режим хранения. Следовательно, напряжение на входе задающего генератора 5 остается постоянньи, соответствующим критическому 15 значению паузы, и инвертор продолжает работу на фиксированной частоте, при которой длительность паузы не уменьшается ниже критического значения, несмотря на дальнейшее возраста- 20 ние управляющего напряжения U источВ ника 8 напряжения управления. На временных диаграммах фиг.3 этот режим показан правее момента переключения

t<> > при котором U4 = 1 > a U6 > U< = 25

= const поскольку устройство выборки-хранения работает в режиме хранения.

Пусть теперь напряжение БВ уменьшается и в момент „ (фиг.3) достигает величины U . Это вызывает переключение компаратора 13, выход которого соединен с установочным входом триггера 11, в состояние "1", и триггер 11 устанавливается в исходное

35 состояние. Напряжение иа его инвертирующем выходе становится равным нулю, и устройство 12 выборки-хранения переходит в режим выборки, т.е. источник 8 напряжения управления вновь начинает воздействовать на частоту задающего генератора 5 через инте гратор 9 °

Назначение интегратора 9 - сглаживание слишком быстрых изменений напряжения источника 8, могущих повлечь

45 скачкообразное увеличение частоты, которое фипьтр 1О низкой частоты не в состоянии отследить. Для этого достаточно превышение на порядок пос- тоянной времени интегратора 9 над постоянной времени фильтра 10 низкой частоты. В этом случае напряжение фильтра 10 с достаточной точностью в любой момент времени будет соот" ветствовать скважности импульсов дат- 55 чика 4.

Таким образом, изобретение позволяет повысить надежность работы преобразователя частоты, так как регулирование выходной частоты осуществ ляется при условии контроля времени паузы, что обеспечивает ограничение амплитуды прямого напряжения, прикладываемого к тиристору в его непроводящем состоянии.

Формула иэоб ре те ния

1. Устройство для управления полупроводниковым преобразователем частоты, выполненным на одноячейковом резонансном инверторе с встречно-параллельным включением тиристора и диода, содержащее задающий генератор, выход которого соединен с управляющим электродом тиристора, датчик проводящего состояния инвертора, включенный в его силовую цепь, источник опорного напряжения, выход которого подключен к первому входу компаратора; источник напряжения управления, выход которого подключен к входу интегратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности при работе преобразователя на нагрузку с переменными параметрами, оно снабжено фильтром низкой частоты, D-триггером с установочным входом, устройством выборки-хранения и вторым компаратором, причем выход датчика проводящего состояния инвертора через фильтр низких частот подключен к второму входу первого компаратора, выход которого подключен к тактовому входу D-триггера, выход интегратора подключен к информационному входу устройства выборки-хранения и к вто рому входу второго компаратора, выход устройства выборки-хранения подключен к входу задающего генератора и к первому входу второго компа ратора, выход которого подключен к установочному входу D-триггера, D-вход которого соединен с общей шиной, а инверсный выход подключен к управляющему входу устройства выборки-хранения.

2. Устройство по п.1, о т л и « ч а ю щ е е с я тем, что датчик проводящего состояния инвертора содержит два трансформатора тока, включенные соответственно в цель тирис". тора и обратного диода резонансного инвертора, причем конец вторичной обмотки трансформатора тока в цепи тиристора соединен с началом бмотки

1399869 трансформатора тока в цепи диода в общую точку, вторые выводы обмоток трансформаторов тока через диоды подключены к первому выводу первого резистора, второй вывод которого подключен к катоду стабилитрона и

\ первому выводу конденсатора, анод стабилитрона и второй вывод конденсатора подключены к общей точке соединения вторичных обмоток, параллельно которым подключены второй и третий резисторы.

1399869

Со с та вите ль С. Стан ке в ич

Техред М.Ходанич Корректор Н.Король

Редактор Е.Копча

Заказ 2675/55 Тира к 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4