Резонансный инвертор

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться для питания высокочастных электротехнологических установок. Цель изобретения - повышение надежности при работе на изменяющуюся нагрузку. Инвертор содержит источник 1 питания, резонансный инвертор 2 с блоком 3 управления и резонансной нагрузкой 4. Нагрузка 3 состоит из индуктивного 5 и емкостного 6 элементов. В цепь элемента 6 включены датчик 7 тока. Пороговый элемент 8 блока 3 управления связан с тиристорами 9, 10 инвертора 2 через делитель частоты, синхронизируемый задающий генератор 12 и формирователь импульсов 13. Между датчиком 7 и пороговым элементом 8 включен фазосдвигающий блок 14. При изменении резонансной частоты нагрузочного контура одновременно изменяется и частота задающего генератора, оставаясь кратной частоте колебаний в нагрузке. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (1!) !

51)5 H 02 М 7 23

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВРЗДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fKHT СССР! (21) 4361430/24-07 (22) 1!.01.88 (46) 23.03.90 ° Бюл, № 1! (71) Уфимский авиационный институт им, Серго Орджоникидзе (72) А.В.Иванов и М.М.Мульменко (53) 621. 314. 572 (088, 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 652668, кл. H 02 М 7/523, 1977, Вальян P.Õ., Сиверс М,А. Тиристорные генераторы и инверторы, - JI,:

Энергоиздат, 1982, с,138, рис,5-8,,(54) РЕЗОНАНСНЫЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для питания высокочастот, ных электротехнологических установок.

Цель изобретения — повышение надежности при работе на изменяющуюся

2 нагрузку. Инвертор содержит источник

1 питания, резонансный инвертор 2 с блоком 3 управления и резонансной нагрузкой 4. Нагрузка 3 состоит из индуктивного 5 и емкостного 6 элементов. В цепь элемента 6 включен датчик ? тока. Пороговый элемент 8 блока 3 управления связан с тиристорами 9, 10 инвертора 2 через делитель частоты, синхронизируемяй задающий генератор 12 и формирователь .13 импульсов, Между датчиком 7 и пороговым элементом 8 включен фаэосдвигающий блок 14. При изменении резонансной частоты нагрузочиого контура одновременно изменяется и частота задаю- а щего генератора, оставаясь кратной, частоте колебаний в нагрузке, l э.п, ф-лы, 2 ил.

1552317

В качестве датчика использован трансформатор 7 тока, включенный в цепь конденсатора 6 резонансного нагрузочного контура. Пороговый элемент 8 реализован в виде усилителяограничителя на элементах 20 — 22, делитель 11 частоты — в виде триггера со счетным вх;.дом. Синхронизируемый задающий генератор построен на однопереходном транзисторе 23 и биполярных транзисторах 24 и 25, конденсаторах 26 и 27, диоде 28 и ре зисторах 29, — 35. Формирователь 13

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в электротехнологических установках повышенной частоты, например, для индукционного нагрева, Цель изобретения — повышение надежности при работе на изменяющуюся нагрузку.

На фиг,1 представлена электричес- 10 кая схема инвертора; на фиг,2 — временные диаграммы токов и напряжений в ней, Инвертор содержит источник 1 питания и резонансный инвертор 2 с 15 блоком 3 управления и нагрузкой 4 в виде параллельного резонансного контура, образованного индуктивным 5 и емкостным 6 элементами. В цепь контура включен датчик 7, выход которого 20 через пороговый элемент 8 связан с управляющими цепями тиристоров 9 и

10 резонансного инвертора 2, В блок

3 управления включены делитель 11час тоти в целое число раз, синхронизи- 25

pyemiA задающий генератор 12 и формирователь 13 импульсов управления тиристорами 9 и 10, причем вход делителя 11 частоты связан с выходом порогового элемента 8 ° а выход дели- 30 теля — с входом синхронизации задающего генератора 12 выход которого через формирователь импульсов связан с управляющими цепями силовых тиристоров 9 и 10. Между выходом датчика 7 35 и входом порогового элемента 8 включен управляемый фазосдвигающий блок 14.

Источником 1 питания может быть выпрямитель, резонансный инвертор 2 построен по простой несимметричной 40 схеме и включает входной дроссель 15, последовательно соединенные с нагрузкой дроссель 16 и конденсатор 17, а также шунтированные обратными диодами 18 и 19 тиристоры 9 и 10. импульсов реализован на тиристоре

Зб, конденсаторах 37 и 38, резисторах 39 — 41 и трансформаторах 42 и 43, Управляемый фазосдвиганяций блок

14 выполнен на конденсаторах 44 и 45 фоторезисторе 46, светодиоде 47 и резисторе 48.

Инвертор работает следующим обр азом.

При подаче напряжения от источника 1 питания на инвертор 2 задающий генератор 12 начинает работать в автоколебательном режиме, выдавая короткие импульсы, под действием которых формирователь 13 импульсов выдает отпирающие импульсы, для тиристоров

9 и 10 инвертора 2. При включении тиристоров инвертор 2 вырабатывает квазисинусоидальные импульсы выходного тока (фиг,2), возбуждакицие в резонансном контуре нагрузки 4 затухающие колебания токов и напряжений, Сигнал тока или напряжения нагрузки изме) ренный датчиком 7, проходит через фазосдвигающий блок 14, пороговым элементом преобразуется в прямоугольные импульсы, поступающие на вход делителя 11„При появлении выходных импульсов делителя 11 на входе синхронизации задающего генератора 12 последний переходит в режим синхронизации, когда на каждый положительный фронт синхронизирующего сигнала задающий генератор выдает импульс. Период следования импульсов Т задающего генератора в автоколебательном режиме выбран из условия т (и/й + gt), где n — коэффициент деления делителя 11 частоты;

f. - резонансная частота парал1 лельного резонансного конту. р а нагрузки; максимальная временная задержка выходного сигнала блока 14 по отношению к вход. ному.

Частота импульсов делителя 11 в целое число раз ниже частоты напряжения на резонансном контуре нагрузки (на временных диаграммах фиг,2в два раза), Благодаря этому инвертор

2 работает в режиме умножителя частоты — каждЬму импульсу выходного тока инвертора 2 соответствует и периодов колебаний токов и напряжений в конту1552317 ре нагрузки 4, При этом частота напряжений индуктора или другой технологической нагрузки в п раз выше частоты работы тиристоров инвертора, что позволяет снизить коммутационные по терн и надежность работы тиристора и расширить область применения схемы за счет возможности получения высоких (несколько десятков килогерц} частот 10 в нагрузке.

Прй изменении параметров нагрузки изменяется и собственная частота нагрузочного контура, однако благодаря обратной связи с делителем час- 15 тоты управление инвертором осуществляется так, что отпирание тиристоров происходит каждый раз по истечении и периодов собственной частоты нагрузочного контура.

Введение управляющего фазосдвигающего блока 14 позволяет под действием управляющего сигнала 11, посту- . пающего от внешнего регулятора, изменять угол сдвига фаз между напряжением нагрузки и импульсами выходного тока инвертора 2 (угол с, фиг.2), При Ц = 0 амплитуда напряжения на нагрузке максимальна (резонанс), при

Ц, отличном от нуля, мощность нагрузки снижается, причем глубина регулирования тем больше, чем вьппе добротность контура нагрузки, При доброт.— ностях 5...20, характерных для индук" 35 ционных нагревателей,можна изменять мощность в 5...10 раз, при этом частота выходного напряжения в 2 ° ..5 раз превьппает частоту управления инвертором.

Фазосдвигающее устройство работа" ет следующим образом.

Под действием управляющего сигнала 1Jy изменяется сопротивление фото- 45 резистора 46 и фазовый сдвиг, вносимый блоком 14 в сигнал трансформато- ра 7 тока, Нагрузкой трансформатора

7 служит конденсатор 44, напряжение на котором отстает по фазе от тока конденса-50 тора 6 на 90 эл, град, и приблизительно совпадает по фазе с напряжением на конденсаторе 6 нагрузки, Частота автоколебаний релаксационного генератора на однопереходном 55 транзисторе 23 определяется постоян-. ной времени заряда RC-цепи на элементах 31 и. 26. В моменты разряда конденсатора 26 через однопереходный транзистор 23, резистор 35 и диод

28 запирается транзистор 24 и на его коллекторе формируются короткие прямоугольные импульсы положительной полярности. В режиме синхронизации формирование импульсов происходит в моменты шунтирования межбазового промежутка транзистора 23 транзистором 25, открывающимся под действием поступающих на его базу синхроимпульсов с дифференцирукпцей цепочки, образованной конденсатором

27 и резистором 29, В предлагаемом инверторе при изменении резонансной частоты нагруэочного контура одновременно изменяется и частота задающего генератора, оставаясь.кратной частоте колебаний в нагрузке, Благодаря этому поддерживается наилучший с практической точки зрения режим работы, обеспечивается повышение надежности инвертора за счет стабилизации токов и напряжений на элементах инвертора, Формула изобретения

l. Резонансный инвертор - с нагрузкой в виде параллельного резонансного контура с блоком управления, содержащим по следовательно соединенные задающий генератор и формирователь импульсов управления тиристорами, о тличающийся тем, что, с целью повьппения надежности при работе на изменяющуюся нагрузку, в схему введены датчик тока, пороговый элемент, делитель частоты в целое число раз, при этом датчик тока включен в цепь конденсатора резонансного контура, выход датчика тока соединен ь входом порогового элемента, выход которого подключен к входу делителя о частоты, выходом соединенного с синхронизирующим входом s адакицего генератора,.

2, Инвертор по п, l, о т л и ч а юшийся тем, что между выходом датчика тока и входом порогового элемента включен введенный управляеьый фазосдвигающий блок.

1552317

Составитель В.Поляков

Техред М.Дидык, Корректор С.Шекмар

Редактор Е,Папп

Заказ 337 Тираж 495 Под пи с ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101