Устройство для питания индуктивныхнагрузок

Союз Советских Социблистических Республик(22) Заявлено 291079 (21) 2835219/24-07 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет Н 02 М 7/4 д Государствеиицй комитет СССР во дедам изобретеиий и открытийРойзман 71) Заявитель Уфимский авиационный институт им. Орджоники зе.:Р,-,К.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ИНДУКТИВНЫ НАГРУЗОКелем частотыключения нагть разрушение ва ер эв аюи,о Изобретение относится к преобразовательной технике и может найтиприменение в индукционных электро"термических установках.Известны устройства для питанияиндуктивных нагрузоксодержащиеисточник питания и несколько нагрузок, образованных индукционными нагревателями и компенсирующими конденсаторами, в которых нагрузкипоочередно подключают к выходнымзажимам источника питания 1,Недостаткомтаких устройств является их сложность и низкая надежность,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для питания индуктивныхнагрузок, образованных индукционным,нагревателем с компенсирующим кон,денсатором, подключенных к полупроводниковому преобразователю частоты с регулятором мощносТи на входечерез двусторонние ключи, управляющие входы которых подключены к переключающему блоку (2,Недостатком известной установкиявляется недостаточная надежностьиз-эа наличия больших уравнительныхтоков между нагрузкой и полупроводниковым преобразо т(ППЧ) в момент, п е Руэок, что может вы аключей и вентилей ПЧ.Цель изобретения - повышение надежности.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для питанияиндуктивных нагрузок снабжено задщим генератором, датчиком мощносткомпаратором и источником опорногнапряжения, подключенным к одномуиз входов компаратора, второй входкоторого через датчик мощности. сое 15 динен с выходом преобразователячастоты, а выход - .со входом переключающего блока, причем задающийгенератор подключен к регуляторумощности, Кроме того, в качестве 20 источника опорного напряжения может быть использован задающий генератор.На фиг. 1 показана блок-схемаэлектротермической установки; нафиг. 2 и 3 - диаграммы напряженийна элементах устройства для питанииндуктивных нагрузок.Устройство содержит полупроводниковый преобразователь 1 частоты 30 (ППЧ) с регулятором 2 мощности инагрузки 3 и 4, подключенные к выходным зажимам ППЧ через двусторонние ключи 5 и б. Входы управленияключей 5 и б соединены с переключающим блоком 7, Регулятор 2 мощностиподключен к задающему генератору 8,а вход блока 7 через датчик 9 мощности и компаратор 10 соединен свыходом ППЧ 1. Второй вход компаратора 10 подключен к источнику 11опорного сигнала Бо., Нагрузка 3(4)образована индукционным нагревателем в виде индуктивности 12, актив.ного сопротивления 13 и компенсирующим конденсатором 14.Устройство работает следующимобразом,Регулятор, 2 мощности регулируетвыходную мощность ППЧ 1 в функциирегулирующего сигнала (08,фиг. 2),поступающего с задающего генератора8. Причем регулятор 2 мощностивыполнен так, что минимальномузначению сигнала задающего генератора 8 соответствует максимальноезначение выходной мощности ППЧ 1и наоборот (П 9, фиг. 2),Напряжение Пв с задающегогенератора 8 имеет трапециидальнуюформу, Скорость нарастания и спаданапряжения Бз выбрана так, чтоизменение мощности П 11 ч (1) ) произ 9водитс я достаточно плавно. Прирезком изменении мощности возможно повышение напряжений на элементах ППЧ и снижение надежностиего работы,Пусть при 1 = О равно нулю, сигнал на входе ключа б Б ь (фиг.2), асигнал на входе ключа 5 Б 7 .(фиг.2)соответствует логической единице,тогда ключ 5 включен и нагрузка 3подключена к ППЧ 1, а ключ б выключен и нагрузка отключена. В течение времени О с( , напряжениеБ 8 с генератора 8 минимально поэтому ППЧ 1 выдает в нагрузку 3 максимальную мощность и сигнал 1)9с датчика 9 мощности также максимален и больше опорного напряженияБ, Поэтому напряжение Б,( с компаратора 10 равно нулю,Начиная с момента . напряжениеПв плавно нарастает, это приводит кснижению мощности ППЧ 1 и сигналаов с датчика 9 мощности,Б момент ,2 напряжение 119 становится равным опорному напряжениюБо и компаратор формирует импульс(11 , который поступает на блок 7и вызывает его переключение.После переключения блока 7 напряжение Б-,становится равным нулю,а напряжение 1)у-ь - логической единице, поэтому ключ 5 выключается,а ключ б включается и подключаетнагрузку 4 к выходным зажимам ППЧ 1.Таким образом, с момента времени1 о ППЧ 1 работает на нагрузку 4, а55 60 65 Формула изобретения 1. Устройство для питания индуктивных нагрузок, образованных индукционным нагревателем с компенсирующим конденсатором, подключенных к полупроводниковому преобразователю частоты с регулятором мощности на входе через двусторонние ключи, управляющие входы которых. подключены к переключающему блоку, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено нагрузка 3 отключена. После переклю.чения нагрузок напряжение 08 плавно уменьшается, что ведет к увеличению мощности ППЧ, В момент времениС 4 мощность ППЧ становится макси мальной и удерживается на этом уровне до момента 1 Б, Начиная смощность ППЧ опять снижается, в 1 момомент б сигнал П с датчика 9 мощности становится равным опорному напряжению ц и рассмотренные процессыповторяются.Но при этом ППЧ 1 отключается отнагрузки 4 и подключается к нагрузке 3.Таким образом, предлагаемое уст ройство обеспечивает поочереднуюпериодическую подачу энергии ППЧв каждую нагрузку.Переключение нагрузок осуществляется при малой мощности ППЧ, Уро вень мощности, при которой переключают нагрузки, можно регулироватьизменением опорного напряжения Бо.Количество нагрузок, подключенных к ППЧ, не является принципиальным, При большом числе нагрузоксоответственно увеличивается числоключей переменного тока и числовыходов пересчетной схемы.В случае использования в качестве источника опорного напряжениясигнала задающего генератора 8устройство работает аналогично описанному, только переключение нагрузок производится при одновременном снижении По и повышении 118до определенного уровня (фиг. 3).В этом случае изменение напряженийБ 8, Б 9, вызванное случайными причинами (такими, как электромагнитные наводки, понижение и повышение 40 напряжения питания устройства ит.д,), не влияют на работу электротермической установки, благодаряэтому повышается надежностьустройства.45 Таким образом, благодаря переклю-чению нагрузок при малой мощностиППЧ, т,е. при низком напряжениина его выходных зажимах и нагрузке,вентили ключей и ППЧвне перегружаются ни по току, ни по напряжению,что повышает надежность устройства838964 задающим генератором, датчиком мощности, компаратором и источником опорного напряжения, подключенным к одному из входов компаратора, второй вход которого через датчик. мощности соединен с выходом преобразователя частоты, а выход - со входом переключающего блока, причем задающий генератор подключен к регулятору мощности. 2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в качестве источника опорного напряжения используется задающий генератор.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Заявка Японии М 51-24692, кл. Н 02 М 7/515, 1970.2. Заявка Японии М 51-28134, кл, Н 02 М 7/515, 1970. НИИПИ Заказ 4469/87ираж 730 Подписное филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная,