Преобразователь переменного тока для питания индуктора

)5 Н 02 М 5/45 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТО У СВИДЕТЕЛЬС 39/079092. Бюл. 4Дзлиев, Е,Мнцов, В.П Н.Тазихин, П.Качан и илкин гнев,ЕМЕН НОГООРАе источникаческих устамы управлет Сущность еобразователя явлегулирования выхо азония в ка(21) .4870 (22) 01.10 (46) 30,1 (75) С.В. В.А,Вор В.В,Мор (56) Япон кл. Н 05Япон кл. Н 05 (54) ПРЕ ТОКА Д (57) Исп питания новок, д ния быто ия М 58-40838, В 6/12, 1983, ия Мг 61-7715, В б/12, 1986. ОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЛЯ ПИТАНИЯ ИНДУКТользование: в качеств для электротехнологи также в качестве систе вых индукционных пл Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания для электро- технологических установок, а также в качестве системы управления бытовых индукционных плит,Известен преобразователь переменного тока для питания индуктора, содержащий инвертор с входным Г-образным фильтром, состоящим из конденсатора и дросселя, выполненный на тиристоре с встречным диодом, подключенным к упомянутому фильтру и шунтирующим последовательную цепь из коммутирующего конденсатора и индуктора,: мостовой однофазный выпрямитель на диодах, вход которого подключен к выходу генератора переменного напряжения, а выводы к фильтру инвертора, блок управления изобретения: устр-во содержит выпрямитель на тиристорах 1,2 и Г-образный фильтр 6-8, инвертор на тиристоре 9 со встречным диодом 10. Блок управления 13 инвертором формирует импульсы управления тиристором 9 в момент достижения напряжением на его аноде заданного уровня, Детекторная схема 15 разрешает подачу импульсов при достижении напряжения на конденсаторе 8 заданной величины. Моменты перехода переменного напряжения генератора 5 через нулевое значение, т.е, синхронизация с питающим напряжением и определение моментов подачи импульсов управления на тиристоры 1, 2 выполняются второй детекторной схемой 17, 1 ил. инвертором, входами соединенныи с выходом генератора переменного напряжения, выходом выпрямителя и анодом тиристора, а выходом суправляющим электродом тиристора,Недостатком пр яется узкий диапазон р дной мощности.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобр ватель переменного тока для пита индуктора, который и рассматривается честве прототипа.Прототип содержит инвертор с входным Г-образным фильтром, состоящим из конденсатора и дросселя, выполненный на тиристоре с встречным диодом, подключенном к упомянутому фильтру и25 тора переменного напрякенияа отрица 40 45 50 шунтируащим последовательнуа цепь из коммутирукщего конденсатора и индуктара, мостовой Однафазный выпрямитель на диодах, охад которого подключен к выходу генератора переменного напряжения, а выводы к фильтру инвертора, блок управления иноертором, входом соединенный с анодом тиристора, а выходом с первым входом выходного каскада, выход которого подключен к управляащему электроду тиристора, а отарой вход к выходу детекторной схемы, входом подкгначеннай к точке соединения конденсатора и дросселя фильтра,Недостаткам прототипа является узкий диапазон регулирования выходной мощности.Цель изобретения - расширение диапазона регулирования выходной мощности,Указанная цель достигаетсл тем. что в преобразователе переменного тока для питания индуктара, содержащем инвертор с охадьм Г-образным фильтром, состоящим из конденсатора и дросселя, выполненный на тиристаре с встречным диодам, подключенн 1)м к упомянутому фильтру и шунтиру ощим и Оследовател ьную цепь из каммутируащего канденсагора и индуктара, мостовой однофазный оыпрямитель, вход которого подключен к выходу генерательный вывод к фильтру инвертара, блок управления иноертором, входом соединенный с анодом тиристара, а оыхадом с первым входом выходного каскада, выход которага подключен к упраоляащему электроду тиристора, а второй вход к выходу детекторной схемы, входом подключенной к точке соединения конденсатора и дросселя фильтра, доа последовательна соединенных плеча оыпрямителя выполнены на тиристарах, введены второй дроссель фильтра, подклаченный одним выводом к положительному выводу выпрямителя, а вторым выводом к точке соединения конденсатора и дросселя фильтра, блок управления выпрямителем, блок задания уровня выходной мощноси и вторая детекторная схема, подклкченная входом к выходу генератора, а выходом к первому входу блока управления выпрямителем, оыход которого подключен к управляющим электродам тиристорав, выход блока задания уровня выходной мощности соединен с вторым входом блока управления выпрямителем. Докажем существенность отличительных признаков заявляемого преобразователя переменного тока для питания индуктора. Существенным отличием преобразователя лоляетсл широкий диапазон регулирования выходной мощносТи. 5 10 15 20 Расширение диапазона регулирования достигается за счет фазового регулирования выходного напряжения выпрямителя с управляемым плечом, Диапазон регулирования выходной мощности заявляемого преобразователя достигает 90 от максимальной выходной мощности, что в 1,7-1,8 раза больше, чем в известных преобразователях аналогичного типа. Расширение диапазона регулирования является новым качеством преобразователя переменного тока для питания индуктора, обусловленным новыми элементами, связями и реализацией управляемого выпрямителя, т,е. отличительными признаками. В силу этого, отличительные признаки заявляемого преобразователя переменного тока для питания индуктора являются существенными.На чертеже приведена схема преобразователя переменного така для питания индуктора.Преобразователь переменного тока для питания индуктора содержит мостовой однафазный выпрямитель на двух тиристорах 1,2 и двух диодах 3,4 вход которого подключен к выходу генератора переменного напряжения 5, а выводы к входу Т-образного фильтра, состоящего из двух дросселей б, 7 и конденсатора 8, инвертора на тиристоре 9 с встречным диодом 10, шунтирующим цепь из коммутирующего конденсатора 11 и индуктора 12, блок управления инвертором 13, вход которого подключен к аноду тиристора инвертора, а выхОд к первому входу выходного каскада 14, детекторную схему 15, вход которой соединен с точкой соединения конденсатора и дросселя фильтра, а выход с вторым входом выходного каскада, выход которого подключен к управляющему электроду тиристора инвертоаа, блок управления выпрямителем 16, выход которого соединен с управляющими электродами тиристорав выпрямителя, первый вход с выходом второй детекторной схемы 17, а второй вход с выходом блока задания уровня выходной мощности 18, Вход второй детекторной схемы подключен к выходу генератора переменного напряжения.Преобразователь переменного тока для питания индуктора работает следующим образом. Блок управления выпрямителем 16 формирует и подает импульсы управления на тиристоры 1, 2, Переменное напряжение с выхода генератора 5 преобразуется выпрямителем в знакопастоянное напрякение, имеющее пульсацию с удвоенной частотой питающей сети, Выходное напряжение выпрямителя фильтруется фильтром инвертора на драсселлх б, 7 и конденсаторе 8 и поступает на вход схемы из тиристора 940 50 с встречным диодом 10, шунтирующим последовательную цепь из коммутирующего конденсатора 11 и индуктора 12. Блок управления инвергором 13 формирует импульсы управления тиристором 9, которые поступают на его управляющий электрод через выходной каскад 14, Импульсы управления тиристором 9 формируются в момент достижения напряжением на его аноде заданного уровня. Выходной каскад 14 обеспечивает усиление импульсом управления, При отпирании тиристора 9 коммутирующий конденсатор 11 колебательно перезаряжается по цепи: 11-9-12-11, Через индуктор 12 протекает импульс тока полокительного направления, При спаде тока в цепи: 11-9-12-11 до нуля тиристор 9 выключается. Конденсатор 11 после выключения тиристора 9 перезарякается в обратном направлении по цепи; 11-12-10-11, Через индуктор 12 в ин гервале проводимости диода 10 протекает сумма токов ,входного (ток дросселя 7) и тока перезаряда коммутирующего конденсатора 11 (ток диода 10), После спада тока диода 10 до нуля и его выключения в работе инвертора поступает пауза. При этом ток отрицательного направления через индуктор 12 поддерживается за счет заряда коммутирующего конденсатора 11 входным током.Следующий период в работе инвертора начинается по окончании паузы и включения тиристора 9,Детекторная схема 15 разрешает подачу импульсов управления на тиристор 9 в моменты достикения напряжением на конденсаторе фильтра 8 заданной величины, что обеспечивает устойчивую работу преобразователя при его включении в интервалах снижения напряжения на выходе выпрямителя.Задание уровня выходной мощности преобразователя осуществляется блоком задания уровня 18. Регулирование выходной мощности осуществляется регулированием выходного напряжения выпрямителяфазовым способом. Моменты перехода пе-,ременного напояжения генератора 5 через нулевое значение. т,е, синхронизация с питающим напряжением и определение моментов подачи импульсов управления на тиристоры 1, 2 выполняются второй детекторной схемой 17, При этом при больших углах управления выпрямителем ток дросселя б замыкается по цепи: 6-8-4-3-6, что снижает пульсации выпрямленного напряжения. Диоды 3, 4 в агом случае выполняют роль нулевого вентиля.Выполнение фильтра инвертора по Т- образной схеме улучшает условия фильтра 5 10 15 20 25 30 35 ции и обеспечивает расширение диапазона регулирования при фазовом регулировании.Блок управления инвертором 13. выходной каскад 14 и детекторная схема выполняются аналогично соответствуюгцим блокам прототипа. В частности, блок уп ра вления 13, может содержать датчик напряжения на аноде тиристора, блок опорного напряжения, компаратор и формирователь импульса управления, При этом в момент превышения напряжением на выходе датчика напряжения на выходе блока опорного напряжения срабатывает компаратор, В результате формирователем формируется импульс, который далее поступает на первый вход выходного каскада 14, Последний может быть выполнен в виде цепи из элемента И и усилителя импульсов. На один вход элемента И поступает сигнал с формирователя импульсов блока управления инвертором 13, а на другой (второй вход выходного каскада 14) сигнал разрешения от детекторной схемы 15, Детекторная схема 15 состоит из блока опорного напряжения, датчика напряжения, компаратора и формирователя, Прл превышении напряжением на конденсаторе О заданного уровня формирователь формирует сигнал разрешения на подачу импульсов управления тиристором 9,Блок управления выпрямителем 16 выполняется по любой из известных схем (однокэнзльный или двухканальный принцип). Блок управления выпрямителем (одноканальная система) состоит из фазосмащающего устройства, формирователя импульсов и усилителя, Формирование импульсов управления производится в момент сравнения пилообразного напряжения фазосмещающего устройства и постоянного напряжения с выхода блока задания уровня выходной мощности 18, Фаза импульса управления регулируется путем изменения величины постоянного напряжения на выходе блока задания уровня выходной мощности,.Вторая детекторная схема 17 выполняется в виде нуль-органа (лли системы двух нуль-органов для двухканального блока). Сигнал второй детекторной схемы 17 обеспечивает запуск генератора пилообразного напряжения фазосмещающего устройства блока управления выпрямителем 16,Блок задания уровня выходной мощности 18 представляет собой источник регулируемого опорного напряжения.При одноканальном управлении выпрямителем импульсы управления подаются одновременно на оба тиристора 1, 2. Включается тот тиристор, на аноде которого в данный момент напряжение является полокительным,1778894 Составите Техред М. 1.Силкигентал едактор Н.Кол РРектоР Т.Палий Заказ 4201 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета па изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 По сравнению с прототипом заявляемый преобразователь переменного тока для питания индуктора имеет в 1,7-1,8 раза больший диапазон регулирования выходной мощности. Регулирование в прототипе осуществляется частотным способом, При частотном регулировании диапазон изменения выходной частоты ограничивается переходом в область звуковых частот и требованиями госстандарта. В результате общий диапазон регулирования в прототипе не превышает 50от максимальной выходной мощности. В заявляемом преобразователе за счет регулирования выходного напряжения выпрямителя диапазон регулирования может быть увеличен да 90 ат максимальной выходной мощности,Па сравнению с прототипом снижаются весогабаритные показатели преобразователя и повышается надежность его рабаты за счет улучшания характеристик фильтра инвертора при переходе от Г-образной к Т-образной схеме,Формула изобретения Преобразователь переменного така дпя питания индуктора, содержащий инвертар с входн ы м Г-образным фил ьтром, состоящим из конденсатора и дросселя, выполненный на тиристоре со встречным диодом, подключенным к упомянутому фильтру и шунтирующим последовательную цепь из коммутирующего конденсатора и индукторамостовой однофазный выпрямитель, вход.которого подключен к выходу генераторапеременного напряжения, а отрицательный5 вывод - к фильтру инвертора, блок управления инвертором, входом соединенный санодом тиристора, а выходом - с первымвходом выходного каскада, выход которогоподключен к управляющему электроду ти 10 ристора, а второй вход соединен. с выходом детекторной схемы, входомподключенной к точке соединения конденсатора и дросселя фильтра, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения15 диапазона регулирования выходной мощности, два последовательно соединенных плеча выпрямителя выполнены на тиристорах,введены второй дроссель фильтра, подключенной одним выводом к положительному20 выводу выпрямителя, а вторым выводом - кобщей точке соединения конденсатора идросселя фильтра, блок управления выпрямителем, блок задания уровня выходноймощности и второй детекторной схемой,25 подключенной к выходу генератора, выходвторой детекторной схемы соединен с первым входом блока управления выпрямителем, выход которого подключен куправляющим электродам тиристоров, вы 30 ход блока задания уровня выходной мощности соединен с вторым входом блокауправления выпрямителем,