Способ регулирования мощности инвертора,питающего несколько резонансных нагрузок

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()955456 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.03.81 (21) 3266452/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

Н 02 М 7/515

Гееудерстеекеме кемктет (53) УДК 621.314, .57 (088.8) Опубликовано 30.08.82. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 05.09.82 ло делам кзееретений к 0TNpbITMH

В. С. Рыськов, В. С. Чудновский, М. Г.

А. Я. Басенков и Н. А. Кудр (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ ИНВЕРТОРА, ПИТАЮЩЕГО НЕСКОЛЬКО РЕЗОНАНСНЫХ НАГРУЗОК

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для независимого управления мощностью трех резонансных нагрузок, которые подключены к одному статистическому преобразователю частоты тока. 5

Известны способы регулирования мощности инвертора, которые обеспечивают независимое регулирование мощности в трех нагрузках, подключенных к преобразователю частоты. Эти способы используют резонансные свойства контуров нагрузки, которые настраиваются таким образом, что частоты собственных колебаний контуров отличаются друг от друга. Регулирование мощности, поступающей в каждую нагрузку, производится за счет изменения частоты основной гар- ts моники тока инвертора скачком с одной резонансной для одного контура на другую, совпадающую с частотой собственных колебаний другого контура. Причем, когда в одной нагрузке резонанс — в ней мощность

20 максимальна, в это время в другой мощность практически отсутствует. Для каждой нагрузки мощность регулируется по двухпозиционному способу. Количество энергии в нагрузке поддерживается за счет времени работы инвертора на резонансной частоте данного контура 11) и (2).

Недостатком указанных способов регулирования инвертора является низкая точность поддержания мощности в нагрузках.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является способ управления мощности инвертора, питающего несколько нагрузок, состоящий в том, что изменяют частоту основной гармоники выходного тока инвертора в функции резонансных частот нагрузок и мощности, поступающей в одну из них, а также регулируют величину выходного тока инвертора в функции мощности, поступающей в другую нагрузку. За счет использования данного способа распределения мощности инвертора удается получить непрерывное управление мощности, поступающей в каждую из двух нагрузок одного статистического преобразователя, и, таким образом, повысить точность поддержания мощности в нагрузках (3).

Недостатком данного способа является низкая функциональная возможность инвертора, работающего по этому способу управления, из-за малого количества управляемых нагрузок.

955456

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей инвертора за счет увеличения количества независимо управляем ы х на гр узок.

Поставленная цель достигается тем, что регулируют амплитуду одной из высших гармоник выходного тока инвертора путем сравнения сигнала, пропорционального мощности, выделяющейся в нагрузке, настроенной на частоту этой гармоники с опорным сигналом и воздействия результирующим сигна- 1о лом и сигналом, пропорциональным частоте собственных колебаний этой нагрузки, на амплитуду соответствующей гармоники.

На фиг. 1 показана функциональная блоксхема, поясняющая способ регулирования мощности инвертора; на фиг. 2 даны резонансные кривые нагрузочных контуров.

Способ реализуется следующими действиями.

Сравнивают сигналы, пропорциональные мощностям Р1, Р2, Рз в нагрузках 1 — 3 с 20 опорными напряжениями Et, Е2, Еэ, задающими уровень мощностей в указанных нагрузках, и разностными сигналами, полученными как результат алгебраического сложения соответствующих перечисленных сигналов U, U „И<дя воздействуют на блок

4 управления инвертора. Далее блок 4 своими сигналами управления изменяет одним из известных способов величину выходного тока инвертора 5 (например, за счет изменения напряжения питания инвертора), частоту основной гармоники выходного тока (за счет изменения частоты следования управляющих импульсов инвертора), и амплитуду высшей гармоники выходного тока, на которую настроен третий нагрузочный контур. 35

Два контура регулирования мощности в нагрузках 1 и 2 работают в.соответствии со способом, описанным в прототипе .изобретения. Третий, отличительный, контур управления инвертором использует сигнал, пропорциональный мощности в третьей нагрузке инвертора, и воздействует на амплитуду высшей гармоники выходного тока инвертора (например, третьей, пятой или седьмой в параллельном инверторе тока), изменяя, таким образом, мощность, поступающую в эту íà- 4> грузку. Так как нагрузочный контур обладает резонансными свойствами, то мощность, поступающая в него, зависит от частоты питающего тока, которая изменяется при регулировании мощности во втором контуре. Поскольку настройку третьего контура произво- в дят так, что с изменением частоты основной гармоники тока инвертора во всем диапазоне регулирования мощность, поступающая в третий контур, не изменялась бы значительно из-за изменения частоты высшей гармоники тока. На фиг. 2 показаны резонансные кривые нагрузочных контуров, характеризующие выделение мощности Р,, Р, Рз в нагрузках 1 — 3 при изменении частоты выходного тока инвертора f 1щ, 1р2 — резонансные частоты первого и второго контуров нагрузки. Контур 3 настраивается на частоту пf, где f< = — - â€ вЂ . Такая нао 2 стройка контуров обеспечивает достаточную мощность в нагрузке 3 при изменении f в диапазоне 1р1 — fey.

Резонансные частоты всех трех нагрузочных контуров в ходе технологического процесса (например, с повышением температуры нагрузки при индукционном нагреве), как правило, изменяются, поэтому по данному способу управления мощности инвертора предусматривается корректировка частоты выходного тока основной гармоники в функции fq, и 1р2, и изменение амплитуды высшей гармоники тока в функции частоты собственных колебаний третьей нагрузки f „ (фиг. 1) ., Кроме того, к особенностям работы инвертора по предлагаемому способу регулирования мощности относится необходимость повышенном, по сравнению с первой и второй нагрузками, эквивалентном сопротивлении третьего контура нагрузки, так как амплитуды высших гармоник тока, содержащихся в выходном токе инвертора, как правило, малы по величине (например, в параллельном инверторе тока амплитуда третьей гармоники составляет третью часть от основной гармоники). Поэтому для получения достаточной мощности в нагрузке увеличивают эквивалентное сопротивление нагрузки (фиг. 2, где кривая мощности Рз при резонансе проходит выше чем Р, и Р ).

Используя предлагаемое, изобретение возможно увеличить функциональные возможности инвертора за счет увеличения независимо управляемых нагрузок, подключенных к инвертору. Это достигается за счет использования одной из высших гармоник выходного тока, амплитуду которой можно регулировать, и на которую настроен дополнительно подключаемый контур нагрузки.

Реализация предлагаемого способа на многозонных установках повышенной частоты позволяет увеличить надежность работы установки, уменьшить эксплуатационные расходы, повысить КПД системы управления примерно. на 100/0 за счет уменьшения количества источников питания. Способ управления может быть использован в установках многозонной варки оптического стекла в платиновых сосудах, в установках выращивания монокристаллов, в многозонных кузнечных индукционных установках и др.

Формула изобретения

Способ регулированяя мощности инвертора, питающего несколько резонансных нагрузок, частоты собственных колебаний которых отличаются друг от друга, включающий изменение частоты основной гармоники

955456

/т

Я

/) Ь 4 ч

Составитель Ю. Андреев

Техред А. Бойкас Корректор М. Демчик

Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по .делам изобретений и открытий

113035, Москва, K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Е. Папи

Заказ 6469/73 выходного тока инвертора в функции резонансных частот двух нагрузок и мощности, поступающей в одну из них, и изменение величины выходного тока инвертора в функции мощности, поступающей в другую нагрузку, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей инвертора за счет увеличения количества независимо управляемых нагрузок, регулируют амплитуду одной из высших гармоник выходного тока инвертора путем сравнения сигнала, пропорционального мощности, выделяющейся в нагрузке, настроенной на частоту этой гармоники с опорным сигналом и воздействуя результирующим сигналом и сигналом, пропорциональным частоте собственных колебаний этой нагрузки, на амплитуду соответствующей гармоники.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 657571, кл. Н 02 P 13/16, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР № 647815, кл. Н 02 М 7/515, 1979.

3; Авторское свидетельство СССР по заявке № 2892798/24 — 07, кл. Н 02 М 7/515, 1980.