Устройство для автоподстройки частоты работы автономного инвертора

 

Изобретение относится к электротехнике и позволяет осуществить автоподстройку частоты автономного инвертора 1, нагруженного как на параллельный так и на последовательный колебательные контуры. Цель изобретения - повышение точности. При включении инвертора 1 в работу задают приращение частоты задающего гене

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (И) (I I) спи H 02 М 7/515

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4393292/07 (22) 17.03,88 (46) 07.09.91. Бюл. hk 33 (71) Специальное конструкторско-техноло-.

° гическое бюро Львовского объединения

"Ювелирпром" (72) В.СШуминский, ЯАЛешневский и Н.ИАлембец (53) 621.316.727 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 738073, кл. Н 02 М 7/515, 1980. (54) УСТРОЙСТВО.ДЛЯ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ РАБОТЫ АВТОНОМНОГО

ИНВЕРТОРА (57) Изобретение относится к электротехнике и позволяет осуществить автоподстройку частоты автономного инвертора 1, нагру-. женного как на параллельный так и на последовательный колебательные контуры.

Цель изобретения — повышение точности.

При включении инверторэ 1 в работу задают приращение частоты задающего гене1676043 ратора блока 2 управления иивертором в сторону понижения или повышения частоты и определяют направг.ение изменения тока в общей цепи параллельно о контура (цепи последовательного контура) с помощью интегратора I5, Блок 7 определения знака

Изобретение отнссится к электротехнике, в частности к частотнорегулируемым преобразователям частоты дг я индукционного нагрева. целью изобретения является расширение области применения устройства, повышение точности и снижение себестоимости автоподстройки, увеличение тПД инвертора.

На чертеже представлена схема устройства, Устройство содержит инвертор 1, блок

2 управления инвертором, индуктор 3, подклкзчениый к выходу NHBBpTGpB 1, компенсирующий конденсатор 4, индуктивный датчик 5 тока, выпрямитель 6, блок 7 определения знака производной напряжения, переключатель 8 и элемеи.. и И 9 и 10, эг емент ИЛИ 11, RS-триггер l2, ключи 13 и 14, триггер 15, включенные последовательно, управляющую шину "Пуск" 16, Блок 7 содержит элемент 17 памяти, кг ючи 18 и 19, элемент 20 памяти, ключи 21 и 22, элемент 23 сравнения, генератор 24 переключающих импульсов, однополупериодные выпрямители 25 и 26, поеобразователь 27 уровня.

Устройство работает следующим образом, При прохождении переменного тока по контролируемой токоведущей шине вокруг этой шины создается переменное магнитное поле, силовыс магнитные линии которого пересекают плоскости витков индуктивного датчйка 5 тока. В обмотке датчика 5 индуцируется ЗДС взаимоиндукции, величина которой прямо пропорциональна протекающему по кol-п.ролируемой шине току. После выпрямления и сглаживания пульсаций двухполупериодным выпрямителем

6 напряжен ие пол э>хител ьной полярности подается на вход блока 7, Входное напряMGHN8 поступает на неиивер!Ирующий вход элемента 23 сравнения непосредственно, а через ключи 18 I 21 на элементы

17 и 20 памяти, которые через ключи 19 и

22 подключаются к инвертирующему входу элемента 23 сравнения. Ключи 18 и 22 замыкаются во время действия импульса с прямого выхода генератора 24 переключа5

20 (25

45 производной напряжения определяет момент резонанса, RS-триггер 12, управляя клиньями 13, 14, меняет направление интегрирования интегратора 15 и, соответственно, направление изменения частоты до

Момента достижения резонанса. 1 ил, ющих импульсов, вследствие чего элемент

17 памя-и во время действия импульса с прямого выхода генератора 24 следит за изменением входного напряжения, а во время действия импульса с инверсного выхода генератора 24 оказывается подключенным к инвертирующему входу элемента 23 сравнения. Элемент 20 памяти, наоборот, во время действия импульса с прямого выхода генератора 24 оказывается подключенным к инвертирующему входу элемента 23 сравнения, а во время действия импульса с инверсного выхода генератора 24 следит з" изменением входного напряжения. Таким образом, на элементе сравнения 23 в I-й момент времени происходит сравнение входного сигнала положительной полярности с напряжением, запомненным на элементах памяти 17 или

20. Если входное напряжение растет, то в любой MQMBHT времени выполняется условие UH >U и выходное напряжение элемента 23 сравнения имеет положительный знак, где U< — напряжение неинвертирующего;

U> — напряжение инвертирующего входов элемента 23 сравнения. Если прирост (спад) входного напряжения отсутствует, то выходной сигнал элемента 23 сравнения равен нулю. В случае спада входного напряжения, т.е, UH < U, этот сигнал имеет отрицательный знак, Выходной сигнал элемента 23 сравнения положительного знака через однополупериодный выпрямитель 26 поступает на размыкающий контакт переключателя 8, а выходной сигнал элемента 23 сравнения отрицательного знака через однополупериодный выпрямитель 25 подается на преобразователь уровня 27, с выхода которого сигнал положительной полярности поступает на н.о. контакт переключателя 8, Так как общий контакт переключателя 8 соединен с первыми входами элементов И 9 и

10, то выходной сигнал блока 7 определения знака п.оизводной напряжения поступает на первые входы элементов И 9 и 10, Для рассмотрения работы остальной части устройства и устройства в целом примем, что иивертор1 нагружен иа параллельный колебательиый контур, 1676043

При включении инвертора 1 в работу по шине 16 "Пуск" поступает сигнал логической "1", который через элемент ИЛИ 11 устанавливает RS-триггер 12 в единичное состояние. Сигнал логической "1" с прямого выхода RS-триггера поступает на управляющий вход ключа 13, который срабатывает, и на вход интегратора 15 подается сигнал отрицательного знака. Напряжение на выходе интегратора 15 начинает плавно расти с по1 стоянной интегрирования Т = R, TSK как выходной сигнал интегратора 15 поступает на вход управляемого напряжением задающего генератора блока управления инвертором, то его частота начинает расти от начальной 1,, Если с ростом частоты задающего генератора ток в общей цепи параллельного контура начинает уменьшаться, то, во-первых, это свидетельствует о том, что частота задающего генератора приближается к резонансной частоте колебательного контура, а, во-вторых, сигнал отрицательного знака с выхода элемента 23 сравнения не проходит через однополупериодный выпрямитель 26 и не изменяет состояния RS-триггера 12. Если же после включения инвертора в работу и с ростом частоты задающего генератора TQKQB общей. цепи колебательного контура увеличивается, то, во-первых, зто свидетельствует о том, что частота задающего генератора уходит от резонансной, а, во-вторых, сигнал положительного знака с выхода блока 7 определения направления изменения тока через элемент И 10, на втором входе которого сигнал логической "1" с прямого выхода

RS-триггера 12, перебрасывает триггер в нулевое состояние. Сигнал логической "1" с инверсного выхода RS-триггера поступает на управляющий вход ключа 14, Ключ 14срабатывает и опорное напряжение Еол положительного знака поступает на вход интегратора 15. Интегратор начинает плавно уменьшать свое выходное напряжение, в результате чего частота задающего генератора начинает уменьшаться и приближаться к резонансной. После прохождения задающим генератором резонансной частоты ток в общей цепи колебательного контура увеличивается, выходной сигнал на выходе элемента 23 сравнения меняет знак с отрицательного на положительный, что вызывает перебрасывание RS-триггера 12 в другое положение, вследствие чего входной сигнал интегратора меняет знак на противоположный. Частота задающего генератора вновь приближается к резонансной, проходит ее и возвращается назад. Из сказанного следует, что предлагаемое устройство обеспечивает работу задающего генератора блока

2 управления инвертором на резонансной частоте колебательного контура за счет поддержания минимального значения то5 ка в общей цепи контура, Колебания напряжения треугольной формы на выходе интегратора 15 проводят к колебаниям частоты задающего генератора блока 2 управления инвертором Af от начального

10 уровня Ц. Величина колебаний частоты закладывается при проектировании устройства. Величина колебаний +Лf

on ределяется чувствительностью индуктивного датчика 5 тока, чувствительностью эле15 мента 23 сравнения и частотой генератора

24 переключающих импульсов, Чем выше чувствительность элементов 5 и 23 и выше частота генератора 24, тем меньше величина Af, 20 При замыкании размыкающего контакта переключателя 8 устройство поддерживает максимальное значение тока в контролируемой цепи, что необходимо при работе инвертора на последовательный ко25 лебательный контур. Работает устройство аналогично, только в этом случае используется сигнал отрицательного знака с выхода элемента 23 сравнения, который через однополупериодный выпрямитель 25

30,1реобразавывается в преобразователе 27 уровня в сигнал положительного знака и через размыкающий н,о. контакт переключателя 8 поступает на первые входы элементов И 9 и 10.

35 Устройство позволяет повысить.точность автоподстройки частоты, исключить паразитные влияния элементов устройства на колебательный контур, повысить КПД инвертора, 40

Формула výîáðåòeíèÿ

Устройство для автоподстройки частоты работы автономного инвертора, содер45 жащего блок управления с входом задания частоты работы инвертора и нагруженного на колебательный контур, содержащее последовательно включенные датчик тока и выпрямитель, вход датчика тока предназ50 начен для включения в цепь колебательного контура, о т л и ч а ю щ е е.с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено блоком определения знака производной напряжения с противофазными выходами, 55 первым и вторым элементами И, переключателем, элементом ИЛИ, RS-триггером, двумя ключами и интегратором, причем вход блока определения знака производной подключен к выходу выпрямителя, его противо1676043

Составитель С.Лузанов

Техред МЛИоргемтэл Корректор Н.Король

Редактор M.Ëèïîâè÷

Заказ 3011 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государстеенмо о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 фазные выходы через переключатель соединены с первыми объединенными входами первого и второго элементов И, вторые вход первого и второго элементов И соединены с инверсным и прямым выходом RS-триггера соответственно, выход второго элемента И соединен с R-входом RS-триггера, выход первого элемента И через первый вход элемента ИЛИ соединен с S-входом RS-триггера, выходы RS-триггера подключены к управляющим входам соответствующим ключей, входы которых предназначены для подключения к разнополярным источникам опорного напряжения, э выходы объедине5 ны, соединены с входом интегратора, выход интегратора преднэзмачен для подключения к входу задания частоты работы инвертора блока управления, второй вход элемента ИЛИ предмазначен для подключе10 ния к источнику сигнала "Пуск".