Устройство для управления полупроводниковымпреобразователем частоты

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ.Ф

//: г (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 190779 (21) 2798526/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 150581. Бюллетень Но18

Дата опубликования описания 150581

{5!)М. Кл.з

Н 02 P 13/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

{53) УДК 621. 314.27 (088.8) (12) Авторы изобретения

A B. Иванов, П.С. Ройзман, A.M. Уржумско ;" :-,-..;д .-;,» и P.Ã. Юнусов )

1

Уфимский авиационный институт им. Орджон кидзе- "-" ". (11) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к электротехнике и может найти широкое применение в источниках питания индукционных электротермических установок.

Известно устройство управления полупроводниковыми преобразователями частоты (ППЧ), содержащее датчик мощности, устройство сравнения, усилитель и задающий генератор, в котором частота эадающет о генератора определяет выходную частоту преобразователя и его мощность (1).

Недостатком данного устройства является узкий диапазон регулирования мощности преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее соединенные последовательно датчик 20 мощности, устройство сравнения, второй вход которого подключен к источнику опорного сигнала, усилитель и задающий генератор (2).

Недостатком данного устройства является узкий диапазон регулирования.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления ЗО

ППЧ, содержащее соединенные последовательно датчик мощности, блок сравнения, второй вход которого подключен к источнику опорного сигнала, усилитель и задающий генератор, снабжено ключом, генератором пилообразного напряжения и компаратором, причем первый вход компаратора соединен с генератором пилообразного напряжения, второй вход — с выходом усилителя, а выход — с входом управления ключа, соединяющего выход задающего генератора с полупро= водниковым преобразователем частоты.

Кроме того, генератор пилообразного напряжения выполнен на интеграторе и счетчике импульсов, причем входы интегратора и счетчика импульсов подключены к задающему генера" тору, выход счетчика импульса соединен цепью сброса интегратора, а выход интегратора является выходом генератора пилообразного напряжения.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства управления полупроводниковым преобразователем частоты; на фиг. 2 — типовая зависимость мощности нагрузки P от частоты выходного тока преобразователя f; на фиг. 3 — кривые,. поясняю830628 щие работу устройства; на фиг. 4 блок-схема генератора пилообразных импульсов; на фиг. 5 — кривые, по-. ясняющие работу генератора пилообразного напряжения, Устройство управления ППЧ (фиг.1) содержит последовательно соединенные 5 блок 1 сравнения, усилитель 2 и задающий генератор 3. Выход задающего генератора 3 через ключ 4 подключен к

ППЧ 5. Первый вход блока 1 сравнения подключен к источнику опорного сигнала U<, а второй вход — к датчику 6 мощности. Вход управления ключа 4 подключен к выходу компаратора 7, один вход которого соединен с усилителем 2, а второй с генератором 15 пилообразного напряжения (ГПН) 8.

Устройство управления работает следующим образом.

Эадающий генератор 3 устройства генерирует непрерывную последовательность импульсов Бэ (фиг. 3), частота которых является функцией напряжения U на выходе усилителя 2.

При уменьшенйи Uz частота импульсов также уменьшается. Величина напряжения 1 может изменяться в диапазоне 0„(4vr.

ЗО

2.). Выходное напряжение Ц компаратора 7 зависит от напряжений U8 и U на его входах при U8>U>, U7>U7, при U<<(), U„=- U„ . Ключ 4 вйподнен так„ что при напряжении на его входе чправления Б <О он замкнут и напряжение и4 на его выходе повторяет напряжение U,,а при U7>r0 напряжение () ЕО. Устройство (фиг. 1) представляет собой замкнутую систему автома- 40 тического регулирования мощности преобразователя. Сигнал с датчика 6 мощности сравнивается в блоке 1 сравнения с опорным сигналом U . Разница указанных сигналов усиливается усилителем 2 и управляет частотой задающего генератора 3. Устройство выполнено так, что при помощи нагрузки в диапазоне Р„< Р<Рр1 (фиг. 2) амплитуда сигнала U с ГПН 8 меньше напряжения U<. При этом напряжение компаратора U„=- U7, ключ 4 замкнут и импульсы U задающего генератора

3 поступают на управление ППЧ 5 и частота их следования определяет выходную частоту преобразователя.

Регулирование мощности в указанном диапазоне осуществляется автоматическим изменением частоты задающего генератора 3 при изменении величины опорного сигнала U . При мощно- 60 сти Р<Р амплитуда сигнала U8 с ГПН 8 больше напряжения U . Пусть в тече- ние времени 0

7 7Ви

1 ключ 4 разомкнут и импульсы U g задающего генератора не проходят к ППЧ 5 и он выключается. В момент t =t напряжение U® опять равно нулю и рассмотренные процессы повторяются.

Средняя мощность, выделившаяся в нагрузке за время t=t равна

Ср 1 ь (1) где Р„- мощность ППЧ в течение времени 0

Регулирование мощности Рср производится изменением величины напряжения Б . При этом изменяется сигнал рассогласования с устройства 1 сравнения и выходное напряжение U- ycu2 лителя 2..Это ведет к изменению времени „, и в соответствии с (1) мощности Р р . При опорном напряжении U =0 мощность ППЧ также равна нулю.

Генератор 8 пилообразного напряжения устройства (фиг. 1) выполнен по схеме (фиг. 4), он состоит из интегратора 9 и счетчика 10 импульсов, входы которых соединены между собой и подключаются к выходу задающего генератора 3. Выход счетчика импуль- сов подсоединен к цепи сброса интегратора, а выход интегратора 9 является выходом генератора пилообразного напряжения и подключается к коммутатору 7 (фиг. 1). Интегратор 9 может выполняться, как показано на фиг. 4, на основе дифференциального усилителя 11, резистора 12, конденсатора 13 и цепи сброса интегратора 14.

Интегратор .9 производит интегрирование импульсов U> задающего генератора 3 и его выходное напряжение за время действия импульса t> изменяется на величину дП. В промежутках времени между очередными импульсами напряжение интегратора U3 постоянно. Счетчик 10 осуществляет деление частоты задающего генератора 3. Поэтому напряжение U на его.выходе представляет собой последовательность импульсов с периодом пТ, где T — период повторения импульсов задающего генератора;

n — коэффициент деления частоты.

Пусть в момент =11 счетчик выдает очередной импульс, поступающий на цепь сброса интегратора 14, и тем самым осуществляет разряд конденсатора 13 и сброс выходного напряжения интегратора. В момент t выходное напряжение интегратора опять равно нулю и рассмотренный процесс повторяется. 1аким образом предлагаемое устройство позволяет расширить диайаэон регулирования и регулировать мощность инвертора от номинальной до нуля изменением опорного напряжения U

830628

Яия 2 от величины соответствующей резонансной частоте нагрузочного контура

f (фиг. 2) до U = О.

Формула изобретения

1. Устройство для управления полупроводниковым преобразователем частоты, содержащее соединенные последовательно датчик мощности, блок сравнения, второй вход которого подключен к источнику опорного сигнала, услитель и задающий генератор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, оно снабжено ключом, генератором пилообразного напряжения и компаратором, первый вход которого соединен с генератором пилообразного напряжения, второй вход — с выходом усилителя, а выход — с входом управления ключа, соединяющего выход задающего генератора с полупроводниковым преобразователем частоты.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что генератор пилообразного напряжения выпоЛнен на интеграторе и счетчике импульсов, причем входы интегратора и счетчика импульсов подключены к задающему генератору, выход счетчика импульсов соединен с цепью сброса интегратора, а выход интегратора является выходом генератора пилообразного напряжения.

10 Источники иформации, принятые во внимание при экспертизе

1. Беркович E.È. и др. Тиристорные преобразователи высокой частоты. Л., Энергия, 1973, с. 165-170.

2. Вашкевич Е.Й. Киямов P.Н.. Система управления инвертором 250 кВт частотой 25000 Гц с применением микросхем. Межвузовский научный сборник Тиристорные преобразователи частоты для индукционного нагрева метал20 ла, 9 6. УАИ, 1976, с. 49-53.

830628

Составитель Г. Иванова

Техред М.Коштура Корректор О. Билак

Редактор Л. Тюрина

Заказ 2916/33

Тираж 730 Подписное

БНИИПИ 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