Способ управления преобразователем трехфазного напряжения в высокочастотное однофазное

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИОТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 54530 5 Н 02 И 5/27 ИЗОБРЕТЕ ВИДЕТЕЛЬСТ Н АВТОРСКОМ 12 ЕР У 54445,(54) СПОСОБ УПЛЕИ ТРЕХФАЗНОГЧАСТОТНОЕ ОДНО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Патент США Р 3582756,кл Н 02 И 5/16, 12.02.70.Проблемы преобразовательной техники. Тез, докладов 111-й ВсесоюзнН/Тй конф. Киев, 1983, ч. 17,с. 80-83.ЕР У 102796, кл. Н 05 В 6/06, 6/1983. л. Н 05 В 6/Об, 6/ РАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕО НАПРЯЖЕНИЯ В ВЫСОКОФАЗНОЕ(57) Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б . использовано в установках индукционного нагрева. Целью изобретения является расширение частотного диапазона и функциональных воэможностей. Устр-во содержит тиристоры 1-6, Коммутирующиеконденсаторы 7-9 подключены ко входным выводам и соединены с нагрузкой13. Нагрузка 13 образует с конденсаторами 7-9 резонансный контур. Натиристоры 1-6 подают пакеты импульсов управления длительностью 1/6 периода питающего напряжения. Причемпакеты двух смежных тиристоров сдвигают один относительно другого на1/6 упомянутого периода. Число импульсов в пакетах регулируют ,от одного до 1/12 собственной, частоты переключаемого резонансного контура.5 ил.Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности тиристорных интервалов без звена постоянного тока, и может быть использованов установках высокочастотного индукционного нагрева.Цель изобретения - расширение частотного.диапазона и функциональныхвозможностей. 10На фиг. 1 даны диаграмы, поясняю,щие процессы в преобразователе; на ,фиг. 2 - силовая часть устройства, вкотором реализован способ; на фиг.3 схема замещения для одного из момен" 15тов работы преобразователя; нафиг. 4 - принципиальная блок-схемасистемы управления преобразователем;,на фиг, 5 - временные диаграммы, по"ясняющие работу системы управления 20преобразователем.Преобразователь (фиг. 2) содержит,попарно встречно-параллельно соединенные тиристоры 1-6,одними силовымиэлектродами подключенные к первому ,выходному выводу преобразователя, К другому его выходному выводу под,.ключена точка соединения одних обкладок коммутирующих конденсаторов 7"9, другие обкладки которых подключенык входным выводам. преобразователя и через дросселя 10-12 с точками соеди,нения соответствующих тиристоров 1-6.К выходу преобразователя подключенанагрузка 13 (напиимер, в виде индуктора). управление тиристорами осуществляет блок 14 управления.Импульсы управления (01, - Ц)каждым тиристором (фиг. 1 а) образуютпакеты длительностью Тя 6 1/бТ, Эти 40пакеты у смежных тиристоров разныхфаз сдвинуты на (1/б)Т, а у парывстречно-параллельных тиристороводной Фазы - ка (1/2)Т, где Т - период колебаний высокочастотного напряжения, Эти пакеты импульсов синхронизированы с входным трехфазным напряжением (У, Пе, Ос) - .пакет импульсов управления подается на соответствующий тиристор в тот интервал време-,50ни, в который входное напряжение соответствующей фазы по абсолютной ве-,личине больше других фазиых напряженийо(фиг. 16).Процесс формирования выходного тока повышенной частоты протекает приэтом следующим образом. Пусть в момент С подается импульс управления на тиристор 1.Тиристор открывается, замыкая контур, состоящий из дросселя 10, конденсатора 7 и нагрузки 13 (фиг, 3). По этому контуру происходит разряд конденсатора 7. При определенном подборе параметров конденсатора 7, дросселя 10 и нагрузки 13 - ток нагрузкиН - носит периодический ха актер с частотой Г, = 1/2 Ь .С - РР /41., где Ь, С, Е - эквивалентная индуктивность, емкость и активное сопротивление контура соответственно, Б момент е =+ 0,5 Т, где Т =:1 /Г ток нагрузки дП достигает нуля, и тиристор 1 закрывается, При этом напряжение Б на конденсаторе 7 становится отрицательным - фиг, 1 б, В момент Сс, + 0,5 Т (величина Тк обязательно должна быть больше или параллельно тиристору 1). Вслер; ствне этого открывается тиристор 2 и вновь замыкается тот же контур (фиг, 1 б). Поскольку начальное нап-. ряжение на контуре 7 отрицательное, то ток 1. Н начинает протекать в противоположном направлении. Б момент 4 З + 0,5 То тиристор 2 закрывается, Знак напряжения на конденсато- ре 7 вновь изменяется и стал положи- тельным. В интервал времени ,)Т )й напряжение на тиристоре 1 отрицатель- ное. Следовательно, этот интервал соответствует времени восстановления тиристора и- Со,"г, Поскольку минимальное значение интервала (- - 1 д) равно 0,5 То, ясно что резонансную частоту коммутирующего контура следует выбирать из условия: Ко1/2 во,сг. Далее до момента е1+ (и + 0,5)Т, где и - число импульсов в пакет, напряжения, управляющего тиристором повторяется поочередно открывание тиристоров 1 и 2 по нагрузке 13 протекает переменный ток В следующий интервал времени, ра ный Т/б, импульс .управления подают на тиристоры 5 и б фазы С, так как течение этого интервала действует максимальная величина напряжения О, (см. фиг. 1 б). Частота тока х Н, как видно из графика фиг, 1 б, равна Г =1/Т,. Варьируя величину Тк и число импульсов в пакете и можно регулировать выходную частоту преобразователей указанного вида или глубину моду ляции тока нагрузки. Минимальная час тора тока нагрузки Гд, равна утроСпособ управления преобразователем трехфазного напряжения в высокочастотное однофазное, выполненным в виде параллельно включенных звезд коммутирующих конденсаторов и фаэных коммутационных цепей из последовательно включенных дросселя и пары встречно-параллельных тиристоров, причем нулевые точки звезд являются выходными выводами преобразователя, подключенными к нагрузке индуктивного характера, образующей с указанными коммутирующими конденсаторами резонансные контуры, заключающийся в поочередной подаче управляющих импульсов на тиристоры, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона и функциональных возможностей, управляющие импульсы Формируют в виде пакетов длительностью ие более 1/6 периода питающего напряжения, а количество импульсов в пакете регулируют от одного до значения, численно равного 1/12 отношения периода питающего напряжения к допустимому времени восстановления тиристора, причем параметры коммутирующих конденсаторов и дросселей выбирают из условия равенства частоты указанного резонансного контура обратной величины удвоенного времени восстановления тиристора. 5 15453 енной входной части преобразователя и соответствует одному импульму в пакете на графиках Фиг, 1 а.Минимальная высота, выходного тока соответствует числу импульсов в паке 5 те п = Т/6 То, так как при более высокой частоте следования импульсов управления подача сигналов на открытие тиристора произойдет в момент, когда предыдущий тиристор еще открыт, и он не откроется, С учетом этого условия получаем Гпа= 1/2 ьослБлок-схема схемы управления (Фиг.4) включает в себя синхронизирующий 15 трансформатор 15, к вторичным обмоткам которого подключены нуль-органы 16-18, своими выходами подсоединенныек дешифратору 19 (интегрального исполнения). Выходы дешифратора подклю чены к входам узлов 20-22 формирования импульсов управления, которые выполнены идентичными, Узел 20 Формирования содержит логическип элемент 2 И-НЕ 23 с выходными дифференцирующими це почками 24, 25 и 26, 27, счетчик 28, триггер 29 на выходе счетчика, два логических элемента 2 ИЛИ ИЕ,ЗО и 31, два формирователя 32 и 33 импульсов и задающий генератор 34, Схема рабо тает следующим образом.Нуль-органы 16-18 Формируют прямо. - угольные напряжения 13 ь, 13 т и 13 в, равные логической единице, если напряжения Ъаз сети 13 д, 13 ь и 13 больше нуля, и нулю, если они отрицательные, В результате на выходе дешиЪратора 19 появляются тоже прямоугольные напряжения 131., 13 которые равны нулю или единице, если соответственно 4 О13 1; 13, =13 в =О или и =О; Пп 138 1 т13, =1; П,А=13 в =0 или 13 д =О;13 ь =13 в =1113 в =1; 13 ь =13 ц =О или 13 ц=О; 45 13.,в =Пт =1.Появление на выходах дешифратора 19 (входа узлов формирования импульсов 20, 21 и 22) напряжения, равного нулю, приводит к появлению на выходах 5 О узлов 20-22 пакетов импульсов напряжения. Происходит это следующим образом. Снимается сигнал установки счетчика 28 и триггер 29 устанавливается в состояние "1" и "0". Вторым 55 07 6импульсом (после появления низкогопотенциала) счетчик 28 перебрасывается в "0", вызывая переключение триггера 29 (см, напряжение П, ). Приэтом на входах блоков 32 и 33 соответственно формируются управляющиесигналы 13 и 13 в . Согласно временнойдиаграмме первым формируется импульсуправления тиристорами 1 или 2 в зависимости от того, какое из фазныхнапряжений максимально, Высокочастотное заполнение пакетов импульсовобеспечивается импульсами (П) задающего генератора 34. При питании индукторов благодаря широкому диапазо"ну регулирования частоты и модуляциидостигается глубокое проникновениемагнитного поля в нагреваемом изделии и его более равномерный прогрев,формула и з о б р е т е н и я3545307 Составитель Г,Мыцыктрушева Техред А,Кпавчук Корректор М, Кучер Реда о Заказ 49 Тираж 4 од но НТ НИИПИ Госу ероизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,ственного комитета по 113035, Москва, Ж