Статический преобразователь частоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 151710 А 4 Н 02 М 7/ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВУ тротермичес тения являе ходкого на содер которых соеключены к рузке 12 жения 13(53 (56 11 9 реэонанс- иапряже- обеспечиключа 27 астроенного28,в результаармоники ия 2 ил ой яж УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Ленинградский электротехнический институт им, В,И. Ульянова-Ленин (72) Ю.И. Блинов, А.С, Васильев, Г.И. Дорофеев и О,П, Яблонская) Авторское свидетельство СССР59254, кл. Н 02 М 73/44, 1980,Авторское свидетельство СССР 1 в 1117822, кл. Н 02 М 7/44, 1982, (54) СТАТИЧЕСКИЙ 1 РЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАС ТОТЫ(57) Иэобретехнике и м тение относится к электроожет быть использовано в источниках питания элекустановок. Целью изобреся повышение чества впряжения. иреобразователинверторы 7 и 10, входьдинены параллельно и понагрузке 12, Параллельнвключены также датчикии 14, тиристорный ключный фильтр 28. Если выхние искажено, то устройвает включение тиристори резонансного фильтраного на вторую гармоникте уменьшается доля втов составе выходного напИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовацо в электротермических установках в источниках питания кузнечУ5 ных индукционных нагревателей.Целью изобретения является повышения качества выходного напряжения.На фиг1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 крс:;ецные диаграммы работы статического преобразователя частоты.Статический преобразователь частоты содержит делитель 1 частоты, вход которого соединен с выходом задающего генератора 2, первый выход делителя 1 частоты (выход Г) соединен с первыми входами элементов ИЛИ-НЕ 3 и ИЕ 4, второй выход делителя 1 частоты (выход 2 Г) соединен с первыми входами элементов ИЛИ-НЕ 3 и И-НЕ 4 и первым входом блока 5 регулируемой задержки, выход которого соединен с первым входом первого элемента И 6, второй вход которого соединен 25 с выходом элемента И-НЕ 4, управляющий вход первого инвертора 7 через первый формирователь управляющих импульсов инвертора 8 подключен к выходу элемента И-НЕ 4, выход первого элемента И 6 соединен с первым г. дом элемента ИЛИ 9, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИНЕ 3, а выход - с управляющим входом второго инвертора 10 через второй формирователь управляющих импульсов инвертора 11, два силовых выхода каждого инвертора 7 и 10 соединены параплельно, а к ним подключена нагрузка 12, параллельно которой вклю чен первый датчик 13 напряжения, управляющий выход которого соединен с вторым входом блока 5 регулируемой задержки, второй датчик 14 напряжения, включенный параллельно цагруз ке 12, управляющий выход которого через две последовательно соединенные цепи подключен к соответствующим входам сумматора 15, причем первая цепь состоит из последовательно соединенных первого выпрямителя 16, первого НЧ Фильтра 17, инвертирующего элемента 18, а вторая ветвь - из последовательно соединенных ВЧ фильтра 19, второго выпрямителя 20, второго НЧ фильтра 21, выход сумматора 15, через55 пороговый элемент 22 соединен с первыми входами второго 23 и третьего 24 элементов И, вторые входы которых подключены к выходу задающего генератора 2, третий вход второго элемента И 23 через компаратор 25, подключен к управляющему выходу второго датчика 14 напряжения, третий вход третьего элемента И 24 через элемент НЕ 26 подключен к выходу компаратора 25, последовательно соединенные тиристорный ключ 27 и резонансный фильтр 28, подключенные параллельно нагрузке 12, причем первый управляющий вход тиристорного ключа 27 через третий формирователь 29 импульсов подключен к выходу второго элемента И 23,второй управляющий вход тиристорного ключа 27 через четвертый формирователь 30 импульсов подключен к выходу третьего элемента И 24,Устройство работает следующим образом.Задающий генератор 2 вырабатывает импульсы прямоугольной формы с частотой 32 Г. Эти импульсы поступают на делитель 1 частоты, который имеет два выхода 2 Г и Г (фиг.2,а и б), причем выходная частота инвертора равна Г, Эти импульсы поступают на входы элементов ИЛИ-НЕ 3 и И-НЕ 4 и на первый вход блока 5 регулируемой задержки, на выходе которых формируются импульсные команды (фиг.2, г,в,д). В зависимости от сигнала на втором входе блока 5 регулируемой задержки длительность импульса на выходе этого блока изменяется в диапазоне .0 - Т (фиг.2,е), где Т=1/Е, что обеспечизается элементами И 6 и ИЛИ 9, В результате на первый инвертор 7 импульсы управления поступают через первый формирователь управляющих импульсов инвертора 8, а на второй инвертор 10 через второй формирователь управляющих импульсов инвертора 11. Инверторы 7 и 10 соединены параллельно по высокой частоте и подключ .ны к нагрузке 12, параллельно по высокой частоте и подключены к нагрузке 12, параллельно которой под" ключен первый датчик 13 напряжения, управляющий выход которого подключен к второму входу блока 5 регулируемой задержки. Это обеспечивает фазовое регулирование инверторами 7 и 10 г высокой частоте. При разгрузке инверторов 7 и 10 и определенном регулирующем воздействии искажается выходное напряжение. Наряду с первой (основной ) гармоникой в составе вы 1104 Формула 5 157ходного напряжения инвврторов 7 и 1 Опоявляется вторая гармоника, Сигнал,пропорциональный выходному напряжению, с второго датчика 14 напряженияпоступает на две параллельные цепи.Цепь, состоящая из блоков 16-18, вырабатывает сигнал, пропорциональныйполному выходному напряжению, а цепь19 - 20-21 - сигнал, пропорциональный первой гармонике напряжения. Обасигнала суммируются в блоке 15 в томслучае, если сумма превышает некоторое значение, задаваемого пороговымэлементом 22, на выходе блока 22 формируется прямоугольный импульс, который поступает на первые входы второго 23 и третьего 24 элементов И, Навторые входы этих же элементов поступают прямоугольные импульсы с частотой 32 Г. Данная частота может бытьувеличена, но она не может быть меньше, так как с ее уменьшением ухудшается качество выходного напряжения нанагрузке 12. Компаратор 25 вырабатывает прямоугольный импульс, длительность которого равна длительности положительной части сигнала, пропорционального выходному напряжению инверторов. В противном случае сигнал навыходе компаратора равен нулю; Выходкомпаратора 25 соединен с третьимвходом второго элемента И 23 и черезэлемент НЕ 26 с третьим входом элемента И 24. Элементы И 23 и 24 вырабатывают сигналы на формирование им 35пульсов управления тиристорным ключем 27, последовательно с которымвключен резонансный фильтр 28. В результате резонансный фильтр подключается параллельно нагрузке 12 черезтиристорный ключ только в том случае,когда искажается выходное напряжение,а учет подключения требуемого тиристора в ключе 27 определяется элемен 45тами 25 и 26. Если выходное напряжение на нагрузке близко к синусоидальному, на выходе порогового элемента22 сигнал равен нулю и импульсы управления тиристорным ключем не формируются,Включение тиристоров, а значитподключение фильтра, настроенного навторую гармонику, на выходе инверторов приводит к уменьшению доли второйгармоники в составе выходного напряжения, чем и достигается повышениекачества выходного напряжения. изобретения Статический преобразователь частоты, содержащий делитель частоты с двумя выходами Г и 2 Е, где Е - частота выходного напряжения инвертора частоты, вход которого соединен с выходом задающего генератора, первый выход делителя частоты соединен с первыми входами элементов ИЛИ-НЕ и И-НЕ, второй выход делителя частоты соединен с вторыми входами элементов ИЛИ-НЕ и И-НЕ и первым входом блока регулируемой задержки, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ, управляющий вход первого инвертора через первый формирователь управляющих импульсов инвертора подключен к выходу элемента И-НЕ, ьыход первого элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, а выход - с управляющим входом второго инвертора через второй формирователь управляющих импуЛьсов инвертора, а к выходам инверторов подключен первый датчик напряжения, управляющий выход которого соединен с вторым входом блока регулируемой задержки, о т л и ч а ю щ и й с я твм, что, с целью повышения качества выходного напряжения, статический преобразователь частоты снабжен вторым датчиком напряжения, подключенным к выходам инверторов, тиристорным ключом с двумя управляющими входами, резонансным фильтром, сумматором, компаратором, первым и вторым выпрямителями, первым и вторым фильтрами низкой частоты, фильтром высокой частоты, пороговым элементом, вторым и третьм элементами И, элементом НЕ, третьим и четвертым формирователями управляющих импульсов, причем управляющий выход ьторого датчика напряжения через две последовательно соединенные цвпи подключен к соответствующим входам сумматора причем первая цепь состоит из последовательно соединенных первого выпрямителя, первого фильтра низкой частоты, иннентируищего элемента, а вторая - из последовательно соединенных фильтра высокой частоты второго выпрямителя, второго фильтра низкой частоты, выход сумма517104 Составитель В, Бунакедактор Г. Гербер Техред А.Кравчук орректор Т.Малец Заказ 6399/55 Тираж 648 ПодписноеВНИИПИ Г ям при ГКНТ СС осударственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/ оизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 тора через пороговый элемент с первыми входами второго и третьего элементов И, вторые входы которых подключены к выходу задающего генератора, третий вход второго элемента Ичерез компаратор подключен к управляющему выходу второго датчика напряжения, третий вход третьего элемента И через элемент НЕ подключен к выходу компаратора, последовательно соединенные тиристорный ключ и резонансный фильтр, подключенный к выходам инвврторов, при этом первый управляющий вход тиристорного ключа через третий формирователь импульсовподключен к выходу второго элементаИ, второй управляющий вход тиристорного ключа через четвертый формирователь импульсов подключен к выходутретьего элемента,И,