Способ автоподстройки частоты авто-номного инветора c отсекающимидиодами

Сеез Советских Социалистмчесннк Реснублик(22) Заявлено 25.0679 (21) 2785511/24-07с лрисоединением заявки Ио(51)М. Кл.З Н 02 Р 13/18 ГосударствениыЯ комитет СССР но дмам изобретеннЯ и открытнЯ(72) Авторы изобретения И.Р. Исхаков, А.К. Белкин, В.Б. Ганеев и В.Э. Дель Уфимский авиационный институт им. Орджаннкидэе(У 1) Заявитель 54 ) СПОСОБ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ АВТОНОМНОГО ИНВЕРТОРА С ОТСЕКАЮЩИМИ ДИОДАМИИзобретение 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, пу 1 ем воздействия на частоту эадакщего генератора сигналом обратной связи, для чего измеряют напряжение на элементах указанного контура и воздействуют на частоту задающего генератора разностью выпрямленных значений полученных ве личин 11 .Известен также способ регулирования и стабилизации выходных параметров преобразователя частоты путем изменения частоты инвертора относи тельно резонансной частоты колебательного контура нагрузки 2.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ 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 несколько более высокой, чем частота резонанса, но более низкой, чем частота собственных колебаний нагрузочного контура. Это приводит к снижению 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 инйертора, заключающемся в изменении частоты задающего генератора сигналом обратной связи по контролируемому параметру, измеряют ток отсекающего диода, определяют его минимальное значение, и исполь зуют в качестве сигнала обратной связи.При работе автономного инверторас отсекающими диодами на нагрузку,изменяющую в широком диапазоне своипараметры (например, индукционныйнагрев или плавка металлов ), среднеезначение тока отсекающего диода такжеменяется 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 реактивнойэнергии отдается источнику постоянного тока и меньше мощности потребляется нагрузкой. Чем меньше ток отсекающего диода, тем больше мощности.потребляется нагрузкой, тем меньшееколичество реактивной энергии отдается источнику постоянного тока и темменьше мощности теряется в элементахсамого инвертора, Тем более высоким будет и КПД инвертора. Поэтому целе - сообразно принять в качестве сигнала обратной связи для осуществления способа автоподстройки частоты автономного инвертора с отсекающими диодами минимальное значение тока отсекающего диода,Иа чертеже приведена схема инвер - тора, реализующего предлагаемый способ.Схема содержит преобразовательныймост с тиристорами 1, 2, 3 и 4, водну диагональ которого включен ком -мутирующий конденсатор 5, а другаядиагональ содержит последовательносоединенные нагрузку 6, конпенсатор7 фильтра и коммутирующий дроссель8 с магнитосвязанной с ним обмоткой9 сброса, подключенной через вентиль10 к конденсатору 7 фильтра. В диагональ постоянного тока через дрос - сель 11 фильтра включен источник 12питания. Блок управления включен датчик 13 тока, узел 14 выделения минимума тока и задающий генератор 15,Инвертор в квазиустановившемся режиме работает следующим образом.Фильтровой конденсатор 7 нормально заряжен до напряжения источника 12 питания через дроссель 11 фильтра, коммутирующий дроссель 8 и нагрузку6. Пусть коммутирующий конденсатор 5 имеет полярность напряжения, указанную 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. В ходе технологического процесса (индукционный нагрев или плавка металлов) параметры нагрузки 6 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 6. 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 мощности при минимуме реактивной мощности и тем самым повысить КПД инвертора.Формула изобретенияСпособ автоподстройки частоты автономного инвертора с отсекающимидиодами, заключающийся в изменениичастоты задающего генератора сигналом обратной связи по контролируемому параметру, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения КПД инвертора, измеряют ток отсекающего диода, определяют его ми -нимальное значение и исгользуют вкачестве сигнала обратной связи.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 604110, кл, Н 02 М 7/515, 1975.2, Годин В,Ф. Бусляков Е.И. Сис -тема автоматического регулированиярежима работы инвертора- "Электротехника", 1976, Р 3, с. 39-41,3. Труды УАП, вып. 64, Уфа,1972, с, 203.813670 Составитель А. Сытинедактор Е, Дорошенко Техред С.Мигун Корректор Л, Иван,Филиал ППП "Латен Ужгород, ул. Проектная,каз 804/74 ВНИИПИ Государс по делам иэо 113035., Москва, Ж