Устройство для автоподстройки частоты работы автономного инвертора

рско-техноло- объединения ешневский и Н.И етельство СССРМ 7/515, 1980. ОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО.ДЛЯ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ РАБОТЫ АВТОНОМНОГО ИНВЕРТОРА(57) Изобретение относится к электротехнике и позволяет осуществить автоподстройку частоты автономного инвертора 1, нагру-. женного как на параллельный так и нэ последовательный колебательные контуры. Цель изобретения - повышение точности. При включении инверторэ 1 в работу задают приращение частоты задающего гене1676043 ратора блока 2 управления иивертором в сторону понижения или повышения частоты и определяют направг.ение изменения тока в общей цепи параллельнао контура (цепи последовательного контура) с помощью интегратора 15, Блок 7 определения знака Изобретение атнссится к электротехнике, в частности к частатнорегулируемымпреобразователям частоты дгя индукционного нагрева.целью изобретения является расширение области применения устройства,повышение точности и снижение себестоимости автопадстройки, увеличениетПД инвертора,На чертеже представлена схема устройства,Устройство содержит инвертор 1, блок2 управления инвертором, индуктор 3, падклаченный к выходу инвертара 1, компенсирующий конденсатор 4, индуктивныйдатчик 5 така, выпрямитель 6, блок 7 определения знака производной напряжения,переключатель 8 и элемеи. ы И 9 и 10, эгемент ИЛИ 11, КЯ-трип ер 12, ключи 13 и 14,триггер 15, включенные последовательна,управляющую шину "Пуск" 16, Блок 7 содержит элемент 17 памяти, ключи 18 и 19, элемент 20 памяти, ключи 21 и 22, элемент 23сравнения, генератор 24 переключающихимпульсов, аднаполупериадные выпрямители 25 и 26, паеобразаватель 27 уровня,Устройство работает следующим образам,Паи прохождении переменного токапо контролируемой токаведущей шиневокруг этой шины создается переменноемагнитное поле, силовые магнитные линии которого пересекают плоскости витковиндуктивнога датчйка 5 тока. й обмотке дат.чика 5 индуцируется ЗДС взаимоиндукции,величина которой прямо пропорциональнапротекающему по ког и ралируемой шине току. После выпрямления и сглаживания пульсаций двухполупериодным выпрямителем6 напряжение полэжительной полярностиподается на вход блока 7, Входное напряжение поступает иа неииверируощийвход элемента 23 сравнения непосредственно, а через ключи 18 и 21 на элементы17 и 20 памяти, которые через ключи 19 и22 подключаются к инвертирующему вхоэлемента 23 сравнения. Ключи 18 и 22замыкаются ва время дей:твия импульса спрямого выхода генератора 24 переключапроизводной напряжения определяет момент резонанса, ЯЯ-триггер 12, управляя клиньями 13, 14, меняет направление интегрирования интегратора 15 и, соответственно, направление изменения частоты да Момента достижения резонанса. 1 ил,ющих импульсов, вследствие чего элемент 17 памяти во время действия импульса с прямого выхода генератора 24 следит за изменением входного напряжения, а во время действия импульса с инверсного выхода генератора 24 оказывается подключенным к инвертирующему входу элемента 23 сравнения, Элемент 20 памяти, наоборот, во время действия импульса с прямого выхода генератора 24 оказывается подключенным к инвертирующему входу элемента 23 сравнения, а во время действия импульса с инверсного выхода генератора 24 следит за изменением входного напряжения, Таким образом, на элементе сравнения 23 в -й момент времени происходит сравнение входного сигнала положительной полярности с напряжением, запомненным на элементах памяти 17 или 20. Если входное напряжение растет, то в любой момент времени выполняется условие Он Он и выходное напряжение элемента 23 сравнения имеет положительный знак, где Он - напряжение неинвертирующего; Он - напряжение инвертирующего входов элемента 23 сравнения. Если прирост (спад) входного напряжения отсутствует, то выходной сигнал элемента 23 сравнения равен нулю, й случае спада входного напряжения, т.е, ОнОи, этот сигнал имеет отрицательный знак, Выходной сигнал элемента 23 сравнения положительного знака через однопалупериодный выпрямитель 26 поступает на размыкающий контакт переключателя 8, а выходной сигнал элемента 23 сравнения отрицательного знака через однополупериодный выпрямитель 25 подается на преобразователь уровня 27, с выхода которого сигнал положительной полярности поступает на н.о. контакт переключателя 8, Так как общий контакт переключателя 8 соединен с первыми входами элементов И 9 и 10, то выходной сигнал блока 7 определения знака иоизводной напряжения поступает на первые входы элементов И 9 и 10, Для рассмотрения работы остальной части устройства и устройства в целом примем, что иивертор 1 нагружен иа параллельный колебательиый контур5 10 15 20 25 30 35 40 45При включении инвертора 1 в работу по шине 16 "Пуск" поступает сигнал логической "1", который через элемент ИЛИ 11 устанавливает ЙЯ-триггер 12 в единичное состояние. Сигнал логической "1" с прямого выхода ВЯ-триггера поступает на управляющий вход ключа 13, который срабатывает, и на вход интегратора 15 подается сигнал отрицательного знака, Напряжение на выходе интегратора 15 начинает плавно расти с по 1 стоянной интегрирования Т, =С, Так как выходной сигнал интегратора 15 поступает на вход управляемого напряжением задающего генератора блока управления инвертором, то его частота начинает расти от начальной 0, Если с ростом частоты задающего генератора ток в общей цепи параллельного контура начинает уменьшаться, то, во-первых, это свидетельствует о том, что частота задающего генератора приближается к резонансной частоте колебательного контура, а, во-вторых, сигнал отрицательного знака с выхода элемента 23 сравнения не проходит через однополупериодный выпрямитель 26 и не изменяет состояния В 5-триггера 12. Если же после включения инвертора в работу и с ростом частоты задающего генератора токов общей. цепи колебательного контура увеличивается, то, во-первых, зто свидетельствует о том, что частота задающего генератора уходит от резонансной, а, во-вторых, сигнал положительного знака с выхода блока 7 определения направления изменения тока через элемент И 10, на втором входе которого сигнал логической "1" с прямого выхода ВБ-триггера 12, перебрасывает триггер в нулевое состояние. Сигнал логической "1" с инверсного выхода ЙЯ-триггера поступает на управляющий вход ключа 14, Ключ 14 срабатывает и опорное напряжение Еоп 2 положительного знака поступает на вход интегратора 15. Интегратор начинает плавно уменьшать свое выходное напряжение, в результате чего частота задающего генератора начинает уменьшаться и приближаться к резонансной, После прохождения задающим генератором резонансной частоты ток в общей цепи колебательного контура увеличивается, выходной сигнал на выходе элемента 23 сравнения меняет знак с отрицательного на положительный, что вызывает перебрасывание ВЯ-триггера 12 в другое положение, вследствие чего входной сигнал интегратора меняет знак на противоположный. Частота задающего генератора вновь приближается к резонансной, проходит ее и возвращается назад, Из сказанного следует, что предлагаемое устройство обеспечивает работу задающего генератора блока 2 управления инвертором на резонансной частоте колебательного контура за счет поддержания минимального значения то 5 ка в общей цепи контура, Колебания напряжения треугольной формы на выходе интегратора 15 проводят к колебаниям частоты задающего генератора блока 2 управления инвертором й Ь 5 от начального10 уровня 1 о, Величина колебаний частоты за-. кладывается при проектировании устройства. Величина колебаний +Ь определяется чувствительностью индуктивного датчика 5 тока, чувствительностью эле 15 мента 23 сравнения и частотой генератора 24 переключающих импульсов, Чем выше чувствительность элементов 5 и 23 и выше частота генератора 24, тем меньше величина Л 1,20 При замыкании размыкающего контакта переключателя 8 устройство поддерживает максимальное значение тока в контролируемой цепи, что необходимо при работе инвертора на последовательный ко 25 лебательный контур. Работает устройство аналогично, только в этом случае используется сигнал отрицательного знака с выхода элемента 23 сравнения, который через однополупериодный выпрямитель 2530,1 реобразаеывается в преобразователе 27 уровня в сигнал положительного знака и через размыкающий н,о, контакт переключателя 8 поступает на первые входы элементов И 9 и 10.35 Устройство позволяет повысить,точность автоподстройки частоты, исключить паразитные влияния элементов устройства на колебательный контур, повысить КПД инвертора,40Формула изобретения Устройство для автоподстройки частоты работы автономного инвертора, содер жащего блок управления с входом задания частоты работы инвертора и нагруженного на колебательный контур, содержащее последовательно включенные датчик тока и выпрямитель, вход датчика тока предназ начен для включения в цепь колебательного контура, о т л и ч а ю щ е е.с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено блоком определения знака производной напряжения с противофазными выходами, 55 первым и вторым элементами И, переключателем, элементом ИЛИ, ВЯ-триггером, двумя ключами и интегратором, причем вход блока определения знака производной подключен к выходу выпрямителя, его противо1676043 Составитель С.ЛузановТехред М.Моргентал Корректор Н.Король Редактор М.Липович Заказ 3011 Тираж Подписное ВНИИПИ Государстеенно о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/б Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 фазные выходы через переключатель соединены с первыми объединенными входами первого и второго элементов И, вторые вход первого и второго элементов И соединены с инверсным и прямым выходом ЙЗ-триггера соответственно, выход второго элемента И соединен с й-входом ВЯ-триггера, выход первого элемента И через первый вход элемента ИЛИ соединен с 8-входом йЗ-триггера, выходы ЙЗ-триггера подключены к управляющий входам соответствующим ключей, входы которых предназначены для подключения к разнополярным источникам опорного напряжения, а выходы объедине ны, соединены с входом интегратора, выходинтегратора предназначен для подключения к входу задания частоты работы инвертора блока управления, второй вход элемента ИЛИ предназначен для подключе ния к источнику сигнала "Пуск".