Способ управления преобразователем частоты и устройство для его реализации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН П 9) П 3(5 П Н 02 Р 13 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЪСТ К ДВТОРСК т о1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЬТ(71) Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институим. С.М. Кирова(56) 1, Авторское свидетельство СССРМ 564707, кл. Н 02 Р 13/16, 1971.2. Беркович Е.И. Тиристорные пребразователи высокой частоты, Л.,Энергия, 1973, с. 155,3. Дискретные и самонастраиваю- .щиеся системы, Труды 2-го международного конгресса ИФАК, Базель, Швейцария, 1963, М., Наукаф, 1965,с. 329-330,4. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2929240/07, 23,05.80,(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГОРЕАЛИЗАЦИИ,(5;) 1Способ управления преобразователем частоты путем формированияпеременного напряжения постояннойчастоты, измерения выходного параметра преобразователя, формированиясигнала поиска экстремума выходного.параметра, для чего умножают переменное напряжение и выходной параметр,суммирования полученного сигнала ссигналом задания частоты инвертораи преобразования результирующего сигнала в частоту управляющих импульсовинвертора, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения устойчивости и точности регулирования выходного параметра, формируют дополнительный переменный сигнал, синхронный с частотой выпрямленного напряжения, сигнал переменного напряжения постоянной частоты Формируют путем деления частоты дополнительного,сигнала, а сигнал поиска экстремума выходного параметра Формируют путем интегрирования произведения выходного параметра и переменного напряжения на каждом периоде переменного напряжения и запоминанием значения интеграла в кснце периода.2, Устройство для управления преобразователем частоты, содержащее управляемый задающий генератор, распределитель импульсов управления вентилями инвертора, датчик выходного параметра преобразователя, блок умножения, один иэ входов кото рого соединен с выходом датчика выходного параметра преобразователя, сумматор, фильтр, блок управления выпрямителя преобразователя, содер- С жащим синхронизатор с питающей сетьюм ,переменного напряжения, о т ли ч аю щ е е с я тем, что оно дополнительно снабжено счетчиком, дешифратором, интегратором с входом обнуления и входом запоминания, блоком вы.борки и хранения с информационным и тактирующим входами, причем выход синхронизатора соединен с входом счетчика, выход счетчика соединен с входом дешифратора, первый выход которого соединен с вторым входом блока умножения и первым входом сумматора, второй выход соединен с входом обнуления интегратора, третий выход дешифратора соединен с входом запоминания интегратора и тактирующим входом блока выборки и хранения, информационный вход которого соеди- нен с выходом интегратора, а выход через фильтр соединен с входом управляемого задающего генератора.Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для интенсификации технологических процессов с использованием индукционного нагрева, ультразвука и др.Известны способы управления преобразователями частоты, обеспечивающие работу силовых элементов ирегулирование выходных параметровпреобразователя за счет слежения за 10током нагрузки к регулирования егопутем широтно-импульсной модуляции Г 11,Недостатками этих способов, ограничивающих их широкое применение, 15является сложность их реализации исвязанное с этим снижение надежности работы преобразователей частоты.Наиболее простым и надежным способом управления является изменениечастоты подачи импульсов управленияна силовые тиристоры инвертора преобразователя частоты 21,Однако при работе на нагрузку,имеющую сложную Фазовую характеристику, этот способ не обеспечиваетэффективной работы тиристорного преобразователя частоты.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является способ, заключающийся в том, что осущестнляют измерение выходного параметра преобразователя, формируют пе.ременное напряжение постоянной частоты, формируют сигнал поиска экстремума выходного параметра преобразователя путем умножения переменногонапряжения и выходного параметра,суммирования произведения с сигналомзаданной частоты иннертора.При этом достигается экстремальный характер регулирования нсейсистемы, что обеспечивает достижение режима передачи в нагрузку, имеющую резонансный характер, максимумамощности что необходимо для оптимизации многих технологических про,цессов 31,Недосаатком способа управленияявляется малая устойчивость к дестабилизирующим воздействиям, таким какпаразитная амплитудная модуляция влюбом сигнале тиристорного нреобраэователя частоты, используемом в качестве информационного, что обусловлено использованием силового выпрями"теля сетевого напряжения для питанияинвертора,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяустройство, содержащее датчик выходного параметра преобразователя,управляемый задающий генератор, распределитель импульсов, Устройствообеспечивает работу преобразователячастоты в режиме максимальной,ртдаваемой в нагрузку мощности 41. 65 Недостатком устройства является то, что поскольку система регулирования является экстремальной по амплитуцному параметру входного (информационного) сигнала, любое систематическое амплитудное возмущениеотрицательно сказыВается на работесистемы, снижая ее устойчивость.Цель изобретения - повышение устойчивости и точности работы системы управления тиристорным преобразователем частоты при резонансном характере нагрузки,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу Формируют дополнительный переменный сигнал, синхронный с частотой выпрямленного напряжения, сигнал переменного напряярния постоянной частоты формируют путем деления частоты дополнительного сигнала, а сигнал поиска экстремума выходного параметра преобразователя формируют путем ицтегрирования произведения выходного параметра и переменного напряжения накаждом периоде переменного напряжения и запоминанием значения интеграла в конце периода.Устройство управления преобразователем частоты, содержащее управляемыйзадающий генератор, распределительимпульсов управления вентилями иннертора, датчик выходного параметрапреобраэонателя, блок Умножения,один нз входов которого соединен снь 1 ходом датчика выходного параметрапреобразователя, сумматор, фильтр,олок управления выпрямителем преоб"разователя, содержащим синхронизатор с питающей сетью переменного на"пряжения, дополнительно снабженосчетчиком, дешифратором интегратором с входом обнуления и входом запоминания блоком выборки и храненияс информационным .и тактирующим вхо"дами, причем выход синхронизаторасоединен с входом счетчика, выходсчетчика соединен с входом дешифратора, первый ныход которого соединен с вторым входом блока умноженияи первым входом сумматора, второй ныход соединен с входом обнуления интегратора, третий выход дешифраторасоединен с входом запоминания интегратора и тактирующим входом блока выборки и хранения, информационный вход которого соединен с выходоминтегратора, а выход через Фильтр соединен с нходом управляемого задающего генератора.На Фиг, 1 прнведена блок-схемапредлагаемого устройства управленияпреобразователем частоты, реализующая предлагаемый способ управления;на Фиг, 2 - диаграммы работы отдельных узлов,Устройстно содержит управляемыйзадающий генератор 1 с команднымустройством 2, распределитель 3 иммульсов с выходными усилителями-фор 1 мирователями 4, связанными с управляющими переходами силовых тиристоров автономного последовательного инвертора 5, питаемого от сети че рез управл(емый силовой выпрямитель 6, на управление тиристорами которого поступают импульсы с выходов усилителей 7, управляющих фазосдвигающим блоком 8, на вход коэофого поступают импульсы от синхронизатора 9. Выход инвертора 5 подсоединен ,к нагрузке 10, имеющей резонансный характер. Датчик 11 тока, который может стоять как в цепи постоянного тока, так и в цепи переменного тока (показан пунктиром) через блок 12 умножения., на вход которого поступают импульсы с одного иэ выходов дешифратора 13, связан с входом интегратора 14 управляемого импульсами с двух других выходов дешифратора 13. Выход интегратора 14 связан с входом блока 15 выборки хранения, выходной сигнал которого через сглаживающий фильтр 16 поступает на один из входов сумматора 17 управляющего частотой задающего генератора 1, Дешифратор 13 управляется импульсами с выходов счетчика.18, который считает синхроимпульсы,Устройство работает следующим образом.При использовании датчика 11 в цепи постоянного потребляемого тока и необходимости подстройки преобразователя частоты в режим максимума входного тока, что соответствует максимуму выходной мощности в мощных индукционных нагревательных ус-тановках, выходной сигнал имеет. вид, изображенный на диаграмме (фиг. 2 а,), При подаче питающего напряжения с выхода синхронизатора 9 на вход счетчика 18 поступают .синхроимпульсы, соответствующие частоте .пульсаций постоянного напряжения, питающего автономный последовательный инвертор 5 (фиг, 2 о). В зависимости от типа используемого счетчика 18 и дешифратора 13 на выходах дешифратора формируются импульсные сигналы с первого выхода (диаграмма й, .фиг. 2), с второго выхода (диаграмма д, фиг. 2) и с третьего выхода (диаграмма г,фиг. 2),При этом один и тот же сигнал спервого выхода дешифратора 13 поступает одновременно на качаниечастоты задающего генератора 1 через сумматор 17 и на вход блока 12умножения, обеспечивая синхронно скачанием частоты смену знакавходного информационного сигнала1 О (фиг. 2 е), Сформированный таким образом информационный сигнал поступает на вход интегратора 14, кото-рый сигналом с третьего выхода дешифратора 13 переводится в режим5 фЗапоминание . Этим же сигналомустройство 15 выборки-хранения переводится в режим выборки. Сигналомс второго выхода дешифратора 13 винтеграторе 14 осуществляется обр нуление выходного сигнала и, такимобразом, интегратор подготавливается к очередной операции последовательного интегрирования - вычитанияинформационного сигнала (фиг. 2 Ж.2 С выхода интегратора сигнал поступает на вход устройства 15 выборкихранения, которое в течение сигнала,-поступающего с выхода 3 дешифратора13, осуществляет выборку информации,находясь все остальное время в режимехранения (фиг. 2).С выхода устройства 15 выборкихранения сформированный результирующий сигнал через сглаживающий динамические толчки интервалов выборкифильтр 16 поступает на второй входсумматора 17 и вызывает движениерабочей точки по резонансной характеристике нагрузки в сторону имею-щегося экстремума. При этом, пос 40 кольку сравнение энергетических характеристик происходит на интервалахкратных сетевой пульсации выпрямленного напряжения, она не,оказываетвлияния на точность и устойчивость45 системы управления. Использование предлагаембго способа и устройства позволяет устранить влияние помех в канале обратной связи по выходному параметру, что повышает устойчивость и точность регулирования выходного параметра преобразователя10 б 9123 ксное илиал ППП Патент,Ужгород, ул. Проектна