Устройство для управления автономным инвертором

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 19) 11 А 04 Н 02 М 74 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТ УПРАВЛЕНИЯ АВТО е- снергетич о СССР1976.СССР1980СССР1979. ло ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Московский ордена Ленина ина Октябрьской Революции зкий институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯНОМНЫМ ИНВЕРТОРОМ(57) Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для управления резонансными инверторами. Целью изобретения является повышение эффективности использования тиристоров инвертора при полу чении требуемых мощности и напряжения нагрузки. Датчик обратного напряжения 1 формирует сигнал, разрешающий прохождение тактовых импульсов на счетчик 5. Когда на его выходе чис сравняется с числом, записанным в источнике параллельного кода, на очеМ1277321 редную группу тиристоров будут подаваться импульсы управления. При равенстве чисел, записанных в счетчиках13 и 14, на выходе блока сравнения15 устанавливается сигнал логическойединицы, что свидетельствует о том,что с момента подачи предыдущего импульса управления прошел интервал вре. Изобретение относится к преобразо.вательной технике и предназначено для управления резонансными инверторами, питающими, в частности, установки индукционного нагрева. 5Целью изобретения является повышение эффективности использования тиристоров инвертора при получении требуемых мощности и напряжения нагрузки. 10На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип записи числа, пропорционального длительности полуволны свободньгс колеба ний, возникающих в нагрузке; на фиг.3 - временные диаграммы, поясняющие принцип формирования импульсов управленияДатчик 1 обратного напряжения ти ристоров соединен с динамическим Б-входом КЯ-триггера 2, выход которого подключен к управляющему входу первого блока 3 запрета, через который в свою очередь генератор 4 такто вых импульсов связан с входом первого счетчика 5. Один из входов первого блока 6 сравнения связан с выходом счетчика 5, а другой подключен к источнику 7 параллельного кода. За- З 0 датчик 8 времени паузы, датчик 9 нулевого тока инвертора, датчик 10 тока нагрузки подключены к входам первого конъюнктора 11, выход которого . связан с управляющим входом второго блока 12 запрета и с динамическим вхс дом установки нуля третьего счетчи. ка 13. Генератор 4 связан также напрямую и через блок 12 запрета с тактовыми входами, соответственно, второго счетчика 14 и третьего счетчика 13. Выходы счетчиков 13 и 14 подключены к входам второго цифрового мени, равный полупериоду собственнойчастоты нагрузочного контура, т.е.настал момент подачи очередного импульса управления. Этому условию соответствует одновременное совпадениево времени логических единиц на выхо.дах блоков сравнения 6 и 15, котороеявляется коньюнктором 16, 3 ил. блока 15 сравнения, Выходы блока бзапрета и блока 15 сравнения подключены к входам второго конъюнктора 16,который через формирователь 17 импульсов управления связан с К-входомтриггера 2, с динамическими входамиустановки нуля счетчиков 5 и 14, атакже с внешним по отношению к предлагаемому изобретению устройством,На фиг. 2 временные диаграммы соответствуют: 18 - сигналу на выходе задатчика Я времени паузы 19 - сигналу на выходе датчика 9 нулевого тока инвертора; 20 - сигналу на выходе датчика 10 тока нагрузки; 21 сигналу на выходе счетчика 13.На фиг. 3 временные диаграммы соответствуют: 22 - сигналу на выходе датчика 1 обратного напряжения тиристоров; 23 - сигналу на выходе счетчика 5; 24 - счгналу на выходе источника 7 параллельного кода 25 сигналу на выходе блока 6 сравнения;26 - сигналу на выходе счетчика 14, 27 - сигналу на выходе счетчика 13;28 - сигналу на выходе блока 15 сравнения; 29 - сигналу на выходе формирователя 17 импульсов управления.Принцип записи в счетчик числа, пропорционального длительности полу- волны свободных колебаний в нагрузочном контуре (фиг. 2).В момент времени Г на выходе элемента 8 появляется сигнал паузы, указывающий на снятие импульсов управления. В момент времени С на выходе элемента 9 появляется сигнал, указывающий на то, что ток по элементам схемы инвертора прекращен. С этого момента в нагрузке начинаются затухающие колебания с собственной частотой нагрузочного колебательногоконтура. В момент Т на третий вход.схемы 11 приходит импульс, равныйполупериоду вышеупомянутых колебаний,который длится до 14 . Одновременно на выходе элемента 11 формируется сигнал, разрешающий прохождениетактовых импульсов с генератора 4через схему запрета 12 на тактовыйвход счетчика 13. Одновременно по динамическому входу установки нуля проОисходит сброс числа, ранее записанного в этом счетчике. В момент С 4кончается полуволна свободных колебаний в нагрузочном контуре и насчетчик 13 перестают проходить тактовые импульсы из-за запирания блока12 запрета. Записанное новое числосохраняется до следующего совпадения сигналов 18, 19 и 20, а послеокончания сигнала паузы оно использу Оется как эталонное для формированиявременного интервала между импульсами управления. Принцип формирования импульсов управления (фиг. 3).25Как только к какой-нибудь группе тиристоров инвертора прикладывается обратное напряжение, датчик 1 обратного напряжения формирует сигнал (момент времени С), разрешающий прохождение тактовых импульсов на счетчик 5 через блок 3 запрета с генератора 4. К моменту начала счета счетчик 5 установлен в ноль, при этом на выходе схемы 6 сравнения образуется на пряжение логического "О". В момент времени С,когда число на выходе счетчика 5 сравняется с числом, записанным в источнике параллельного кода, на выходе схемы 6 сравнения 40 устанавливается сигнал логической "1". Так как в источнике параллельного кода записано число, равное минимально допустимому времени запирания тиристоров, то с момента 1 можно по давать импульсы управления на очередную группу тиристоров. В момент число на выходе счетчика 14 сравнивается с числом, записанным в счетчике 13. На выходе блока 15 сравнения ус танавливается сигнал логической "1". Следовательно, с момента подачи предыдушего импульса управления прошел интервал времени, равный полупериоду собственной частоты нагрузочного контура, т,е. настал момент подачи очередного импульса управления, оптимального с точки зрения эффективного использования тиристоров, т.е. если к моменту времени на запираемые тирис.торы прикладывается обратное напряжение в течение необходимого времени, то настает момент формирования нового импульса управления, Этому условию соответствует одновременное совпадение по времени логических единиц на выходах блоков 6 и 15, которое выявляется вторым конъюнктором 16. В описанном случае это произошло в моментОдновременно с началом формирования импульса управления происходит обнуление счетчиков 5 и 14 по динами.ческим входам установки нуля и переброс КБ-триггера, что прекращает по-, дачу тактовых импульсов на счетчик 5. С момента начала счета счетчиком 14 нового числа начинается новый цикл на формирование очередного импульса управления, который формируется в моментДопустим, в интервале времени С 7-С о происходит запись нового числа в счетчик 13 по алгоритму, объясненному по диаграммам на фиг. 2. В этом случае блок 15 сравнения срабатывает в момент 1 н , т.ераньше, чем блок 6 сравнения, который срабатывает в момент , . Импульс управления в этом случае сформируется в момент , , т.е. по предельному времени запирания тиристоров.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает надежную работу инвертора, кроме того, благодаря минимально допустимому времени запирания тиристора дает возможность более эффективно использовать тиристоры инвертора, за счет подстройки частоты следования импульсов управления под собственную частоту нагрузочного контура. Это -в свою очередь повышает срок службы тиристоров, снижает вних потери, что приводит к повышениюКПД преобразователя в целом.Формула изобретенияУстройство для управления автономным инвертором, содержащее датчик обратного напряжения тиристоров, генератор тактовых импульсов, связанный через первый блок запрета с тактовым входом первого счетчика, выход которого подключен к одному из входов первого цифрового блока сравнения, к другому входу которого подключен ис 1277321точник параллельного кода, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения эффективности использованиятиристоров инвертора при получениитребуемых мощности и напряжения нагруэки, введены КЯ-триггер с динамическими входами, задатчик временипаузы, датчик нулевого тока инвертора, датчик тока контура нагрузки,первый конъюнктор, второй блок запрета, второй и третий счетчики второйцифровой блок сравнения, второй коньюнктор и формирователь импульсов управления, причем датчик обратного напряжения тиристоров подключен к Бвходу КЗ-триггера, выход которогоподключен к управляющему входу первого блока запрета, генератор тактовыхимпульсов соединен непосредственно и через второй блок запрета с тактовыми входами соответственно второго итретьего счетчиков, выходы которыхподключены к входам второго цифрового блока сравнения, к входам первогоконъюнктора подключены эадатчик времени паузы, датчик нулевого тока инвертора и датчик тока контура нагрузки, выход первого конъюнктора 1 О соединен с управляющим входом второ"го блока запрета и с динамическимвходом установки нуля третьего счетчика, выходы обоих блоков сравненияподключены к входам второго конъюнк тора, выход которого через формирователь импульсов управления связан сК-входом КЯ-триггера и с динамическими входами установки нуля первого ивторого счетчиков.Производственно-полиграфическое предприятие,город, ул. Проектна Тираж 631Государственного комитетаелам изобретений и открытиМосква, Ж, Раушская на ПодписноеСССРйб д. 4/5