Способ распределения мощности инвертора между двумя нагрузками

СОЮЗ СОВЕТОНИХ0 ВИцмщнеНИРЕОЪЬЛИК 0% (И) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТОРСИОМУ С ЛСЪ 3 Ю:Ц дущи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЛО ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОП 4 РЫТЪ(71) Специальное конструкторско-тех.нологнческое бюро полупроводниковыхпреобразователей частоты при уфимском авиационном институте нм. Орджонккидзе(56) 1. Авторское свидетельство СССРЮ 647815, кл. Н 02 М 7/515,Н 02 Р 13/18, опублик. 15.02.79. 2. Авторское свидетельство СССР В 657571, кл. Н 02 Р 13/16,Н 02 М 7/515, опублик. 15.04.79 (прототип).(54)(57) 1 е СПОСОБ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МЩНОСТИ ИНВЕРТОРА МЕЖДУ ДВУМЯ НАГРУЗКАМИ, представляющими собой колебательные контуры, при котором на страивавт контуры на различные час 02 Р 13/18// Н 02 М 7/515 тоты, поочередно подавт энергив в каждув нз нагрузок, причем контролируют технологические параметры нагрузок и частоту иивертора изменяют в функции собственной частоты каждого контура, о т л н ч а.в щ и й с я тем, что, с целью расщирення диапазона и повыаения точности регулиро- вания, одновременно с технологическим контролируют электрический пара" метр каждой из нагрузок, причем частоту инвертора дополнительно изменяют относительно собственной частоты каждого контура в функции отклонения электрического параметра соответствуюцей нагрузки от заданного значения, последнее корректируютсигналом отклонения технологического параметра от заданного значения для данной нагрузки, а соотнсюение длительностей работы иквертора на первую и вторую нагрузки изменявт в соответствии с эадаиньи соотношением Ф средних значений электрических параметров нагрузок.1034143 2. Способ по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что соотношение длительностей работы инвертора на первую и вторую нагрузки изменяют в Функции отклонения технологического параметра одной из нагрузок от эаИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах автоматического управления электротехническими установками повышенной частоты, в 5 частности двухиндукторными нагревательными комплексами.Известен способ распределения мощности интервала между нагрузками, представляющими собой колебательные 10 контуры, при котором настраивают контуры на различные частоты и поочеред. но подают энергию в каждую из. нагрузок, причем частоту инвертора изме" няют в функции соответственной час тоты каждого контура 1.Способ осуществляется за счет периодической настройки, частоты выходного тока инвертора на резонансные частоты нагрузок. Недостатком способа является отсутствие независимого регулирования мощности к каждой нагрузке. Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяспособ распределения инвертора междудвумя и более нагрузками, представля.ющими собой колебательные контуры,при котором настраивают контуры наразличные частоты, поочередно подают,энергию в каждую из нагрузок, причемконтролируют технологические параметры нагрузок, частоту инвертора иэ"меняют в функции собственной частотыкаждого контура, а при достижении З 5технологическим параметром заданного значения прекращают подачу мощности в соответствующую нагрузку Г 2,Недостатками данного способа являются малый диапазон и невысокая точность, регулирования, что связано стем, что в каждую иэ нагрузок подается либо максимальная, либо близкаяк нулю мощность и в кривой изменениятехнологического параметра возникают большие пульсации. Диапазон регулирования средней мощности в каждойнагрузке находится в пределах от нуля примерно до половины номинальнойвыходной мощности инвертора, что иеудовлетворяет технологическим требо.ваниям индукционных нагревательныхустановок,данного значения, а сигналом отклонения технологического параметра второй нагрузки от заданного значения корректируют сигналы заданных значений электрических параметров ,обеих нагрузок. 2Цель изобретения - расширение диапазона и повышение точности регулирования,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу распределениямощности инвертора между двумя нагрузками, представляющими собой колебательные контуры, при котором настраивают контуры на различные частоты, поочередно подают энергию вкаждую из нагрузок, причем контролируют технологические параметры нагрузок ичастоту инвертора изменяют вФункции собственной частоты каждого контура, одновременно с технологическим контролируют электрическийпараметр каждой из нагрузок, причемчастоту инвертора дополнительно изменяют относительно собственной частоты каждого контура в функции отклонения электрического параметра соответствующей нагрузки от заданногозначения, а соотношение длительностей работы инвертора на первую и вторую нагрузки изменяют в соответствии с заданным соотношением среднихзначений электрических параметровнагрузок,Кроме того, соотношение длительностей работы инвертора на первую ивторую нагрузки изменяют в функцииотклонения технологического параметра одной из нагрузок от заданногозначения, а сигналом отклонения технологического параметра второй нагрузки от заданного значения коррек.тируют сигналы заданных значенийэлектрических параметров обеих нагрузок. На Фиг. 1 изображена блок-схема системы автоматического регулирования, посредством которой может быть реализован предлагаемый способ; на Фиг. 2 " графики зависимости электри. ческих параметров нагрузок Р 1, Р от частоты %; наФиг. 3 - времейные диаграммы, характеризующие изменение во времени заданных значений технологических параметров нагрузок Тм и То, мгновенных и средних значений электрических параметров Р и Р 1 и текущих значений технологических параметров Т и Т.Система (фиг. 1) состоит из частотнорегулируемого тиристорного ин"вертора 1, нагруженного на резонансные нагрузки 2 и 3, с которыми связаны входы соответствующих датчиков4 и 5 ойределения частоты резонанса,датчиков 6 и 7 электрических параметров (тока, напряжения, мощности)нагрузок, а также датчиков 8 и 9технологических параметров (температура нагреваемого объекта) нагрузок.Система также содержит эадатчики 10и 11 технологических параметров нагрузок, задатчики 12 и 13 электрических параметров нагрузок, элементы14-17 сравнения, суммирующие элементы 18 и 19, регуляторы 20 и 21 частоты инвертора, через ключевые схемы 22 и 23 связанные с управляемьмгенератором 24, регулятор 25 соотношения длительности работы инвертора на первую и вторую нагрузки,пересчетную схему 26,В системе можно выделить два канала управления, первый из которых(четные позиции) - на режим нагрузки 3. Каналы работают поочередно,что обеспечивается переключениемключевых схем 22 и 23 от сигналовпересчетной схемы 26.Способ распределения мощности инвертора 1 между резонансными нагруз"ками 2 и 3 заключается в том,что контуры нагрузок 2 и 3 настраивают наразличные частоты Ь 1 и т поочередно подают энергию в каждую из нагрузок 2 и 3, что обеспечивается поочередной работой каналов, контролируют с помощью датчиков 8 и 9 технологические параметры нагрузок Т, Т 2,с помощью датчиков 6 и 7 - электрические параметры нагрузок Р., Р,частоту инвертора, что обесйечивается работой обратных связей на элементах 4,5 20, 21 22, 23 и 24, причем частоту инвертора т дополнительно изменяют относительно собственной частоты каждого контура в Функции отклонения электрического параметра Р соответствующей нагрузки отзаданного значения Ро, что обеспечивается работой элементов 6,7, 12, 1316 и 17, сигнал Р задатчиков электрических параметров Т от заданногозначения То для данной нагрузки (чтообеспечивается элементами 8,9,10,11,14,15,18 и 19), а соотношение дли"тельностей работы инвертора на первую и вторую нагрузки/ изменяют в соответствии с заданным соотношением средних значений электрических параметров нагрузок Р 1 /Р,что обеспечивается регулятором 25.В системе, показанной на Фиг. 1,соотношение длительностей работы инвертора на первую и вторую нагрузки6/6 изменяют в Функции отклонениятехнологического параметра Т 1 одной0 из нагрузок от заданного значенияТа 1, что реализуется введением связи выхода элемента 14 сравнения свходом регулятора 25, а сигналом отклонения технологического параметра Т второй, нагрузки от заданного зна" чения Т корректируют сигналы задатчиков 12 и 13 электрических параметроВ Рр 1РО.Пересчетная схема 26, периодически включая ключевые схемы 22 и 23 на время 61 и 1 соответственно, выполняет функциюкоммутатора каналов системы управления, Через открытые ключевые схемы 22 и 23 на вход 15 задающего генератора 24 поступаетуправляющее напряжение с регуляторов 20 или 21 частоты, которое является Функцией сигналов. датчиков 4 и 5 частоты резонанса,а также отклонений от заданных значений электрического и технологического параметров нагрузок.Под действием сигнала регулятора частоты происходит настройка задающего генератора 24 иа резонансную частоту вплоть до установления .заданного значения технологического параметра Т и необходимой для этого величины электрического параметра Р.Таким образом, распределение мощности между нагрузками происходит в пределах каждого цикла эа счет плавного изменения частоты от резонансной до некоторой минимальной 1 , (Фиг. 3), что приводит к регулированию электрического параметра Р от 35 максимального Р,яо до минимальногозначения Р; (фйг. 3); и эа счет 40 45 ф 50 55 60 65 плавного изменения соотношения длительностей- работы первого и второго каналов 11/Ф.Схема, показанная на фиг.1, специфична тем, что технологический параметр первой нагрузки Т регулиру ют изменением соотношения времени 1/12, т.е. перераспределением выходной мощности инвертора между нагрузками, а технологический параметр второй нагрузки Т - одновременным дополнительным изменением частоты задающего генератораотносительно сббственных частот контуров, т.е. за счет изменения электрических параметров обеих нагрузок в пределах От РЮ 1 и До РюжВозможны варианты схемы, в которых регулирование каждой нагрузки ведут одновременным изменением частотыи соотношения в 1 йменд Ь/4По сравнению с известным предлагаемый способ распределения мощности позволяет использовать не позиционное, а непрерывное регулирование технологических и средних электрических параметров нагрузок, что существенно повышает его точность (с 0,5 до 0,1-0,2). Диапазон регулирования параметров каждой из на грузок также шире, чем в известноМ способе, а именно мощность инвертора может полностьв подаваться в одну нагрузку, либо распределяться между нагрузками в требуемой пропорЦниаИспользование предлагаемого способа в двухиндукторных нагреватель" ных комплексах с автоматическим ре" гулированием температуры в каждом иэ нагревателей позволит заменитьследящие потенциометры с пазиционньии регуляторами на высокоточныеаналоговые регуляторы температуры,например, типа ВРТ, а также использовать для управления технологическим процессом ЭВМ. Расширение диапа.эона регулирования мощности в нагрузках расширит технологическиевозможности способа.