Способ автоподстройки частоты авто-номного инветора c отсекающимидиодами

 

Союз Советских

Социалистмчесннк

Реснублик оц813670 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 25.06.79 (21) 2785511/24-07 с лрисоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 1503,81. Бюллетень М 10

Датаолубликоваиияописания 15. 03.81 (51)м. кл.з

HP 13/18

Государственный комитет

СССР но дмам изобретений и открытий (53) УДК 621. 316. .72:621.314. .572 (088.8) (72) Авторы иэобретеиия

И.P. Исхаков, A.Ê. Белкин, B.H. Ганеев и В.Э. Дель

Уфимский авиационный институт им. Орджаннкидэе (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ АВТОНОМНОГО

И Н ВЕР ТОРА С ОТС ЕКАЮЩИМИ ДИ ОДАМИ

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к частотно регулируемым преобразователям частоты для индукционного нагрева и плавки металлов.

Известен способ автоподстройки частоты автономного ннвертора, нагруженного на последовательный колебательный контур, пу1ем воздействия на частоту эадакщего генератора cwrналом обратной связи, для чего измеряют напряжение на элементах указанного контура и воздействуют на частоту задакщего генератора разностью выпрямленных значений полученных величин (11 .

Известен также способ регулирования и стабилизации выходных параметров преобразователя частоты путем изменения частоты инвертора относи- 20 тельно резонансной частоты колебательного контура нагрузки (2).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спо.соб автоподстройки частоты автономного инвертора за счет стабилизации коэффициента мощности путем воздействия на частоту задающего генератора сигналом обратной связи, для чего сравнивают сигналы с датчиков в вы- ЗО ходной цепи инвертора и в цепи компенсирующих конценсаторов нагрузки с помощью фазочувствительного устройства, которое преобразует сигнал сдвига фаз в напряжение, управ- ляющее частотой задающего генератора (3) .

Однако при таком способе автоподстройки частоты максимальное значение эквивалентного активного сопротивления нагрузки, а значит и мощности, достигается при частоте нес— колько более высокой, чем частота резонанса, но более низкой, чем частота собственных колебаний нагрузочного контура. Это приводит к сни— жению КПД инвертора.

Цель изобретения — повышение КПД автономного инвертора с отсекающимидиодами эа счет поддержания минимального значения тока отсекакщего диода в течение всего процесса работы.

Поставленная цель достигается тем, что в способе автоподстройки частоты автономного инвертора, заключающемся в изменении частоты задающего генератора сигналом обратной связи по контролируемому параметру, измеряют ток отсекающего диода, определяют его минимальное значение, и исполь813670 зуют в качестве сигнала обратной связи.

При работе автономного инвертора с отсекающими диодами на нагрузку, изменяющую в широком диапазоне свои параметры (например, индукционный нагрев или плавка металлов ), среднее значение тока отсекающего диода также меняется в широком диапазоне. Основное значение отсекающих диодов в авТоНоМНоМ инверторе заключается в отводе излишней реактивной энергии от коммутирующих элементов к источнику постоянного тока. Этим ограничивается рост напряжения на элементах схемы инвертора. Чем больше ток диода, тем большее количество реактивной энергии отдается источнику постоянного тока и меньше мощности потребляется нагрузкой. Чем меньше ток отсекающего диода, тем больше мощности. потребляется нагрузкой, тем меньшее количество реактивной энергии отдается источнику постоянного тока и тем меньше мощности теряется в элементах самого инвертора. Тем более высоким буцет и КПД инвертора. Поэтому целе— сообразно принять B качестве cHI"íàла обратной связи для осуществления способа автоподстройки частоты автономного инвертора с отсекающими диодами минимальное значение тока отсе— кающего диода.

Иа чертеже приведена схема инвер— тора, реализующего предлагаемый способ.

Схема содержит преобразовательный мост с тиристорами 1, 2, 3 и 4, в одну диагональ которого включен ком— мутирующий конденсатор 5, а другая диагональ содержит последователь»о соединенные нагрузку 6, конденсатор

7 фильтра и коммутирующий дроссель

8 с магнитосвязанной с ним обмоткой

9 сброса, подключенной через вентиль

10 к конденсатору 7 фильтра. Б диагональ постоянного тока через дрос— сель 11 фильтра включен источник 12 питания. Блок управления включен датчик 13 тока, узел 14 выделения минимума тока и задающий генератор 15.

Инвертор в квазиустановившем я ре— жиме работает следующим образом.

Фильтровой конденсатор 7 нормально заряжен до напряжения источника 12 питания через дроссель 11 фильтра, коммутирующий дроссель 8 и нагрузку

6. Пусть коммутирующий конденсатор 5 имеет полярность напряжения, указан— ную на чертеже. При подаче импульсов управления на тиристоры 1 и 3 коммутирующий конденсатор начинает перезаряжаться. Как только ток через тиристоры 1 и 3 проходит через максимум, полярность напряжения на коммутирующем дросселе 8 и магнитосвязан-, ной с ним обмотке 9 сброса изменяется на противоположную. Когда напряжение обмотки 9 становится равным напряжению на конденсаторе 7 фильтра включается отсекающий диод 10 и начинается отвод излишней реактивной энергии от коммутирующего дросселя

8 на фильтровой конденсатор 7. Далее включаются тиристоры 2 и 4 и процесс повторяется. B ходе технологического процесса (индукционный нагрев или плавка металлов) параметры нагрузки б изменяются в широком диапазоне.

Соответственно изменяется и количество реактивной энергии, отдаваемой коммутирующим дросселем 8 конденсатору 7 фильтра с помощью обмотки 9 сброса и вентиля 10. Чем меньше излишней реактивной энергии отдается конденсатору 7 фильтра, тем меньше ток вентиля 10 и больше количество энергии, потребляемое нагрузкой б.

Датчик 13 тока включенный в цепь вентиля 10, выдает сигнал в блок 14 выделения минимума, который и воздействует на задающий генератор 15 системы управления инверторов. Максимальная мощность потребляется нагрузкой б в том случае, когда ток вентиля 10 минимальный и сигнал с блока 14 выделения минимума равен нулю. Если среднее значение тока вентиля 10 не минимально блок 14 выделения минимума выдает сигнал на задающий генератор 15 системы управления инвертором. При этом частота задающего генератора 15 изменяется таким образом, чтобы сигнал с блока выделения минимума был равен нулю.

Таким образом, поддержание мини— мальной тока отсекающего диода поз— воляет обеспечить максимум активной мо|цности при минимуме реактивной мощности и тем самым повысить КПД инвертора.

Формула изобретения

Способ автоподстройки частоты автономного инвертора с отсекающими диодами, заключающийся в изменении частоты задающего генератора сигна— лом обратной связи по контролируемому параметру, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД инвертора, измеряют ток отсекающего диода, определяют его ми— нимальное значение и исгользуют в качестве сигнала обратной связи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 604110, кл. Н 02 М 7/515, 1975.

2. Годин B.Ô. Бусляков Е.И. Система автоматического регулирования режима работы инвертора- "Электротехника", 1976, Р 3, с. 39-41.

3. Труды УАП, вып. 64, Уфа, 1972, с. 203.

813670

Составитель A. Сытин

Редактор E. дорошенко техред с.ìêróí корректор л. иран, Заказ 804 /74 Тираж 73g Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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