Устройство для управления полупроводниковымпреобразователем частоты

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 190779 (21) 2798526/24-07с присоединением заявки Мо(51) М. Кл. Н 02 Р 13/16 Государственный комитет СССР по дедам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения А. В. Иванов, П. С. Ройзман, А. М. Уржумско )1 ,.,д "7и Р.Г. ЮнусовУфимский авиационный институт им. Орджонкидзе- "(71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ Изобретение относится к электротехнике и может найти широкое применение в источниках питания индукционных электротермических установок.Известно устройство управления полупроводниковыми преобразователями частоты ППЧ), содержащее датчик мощности, устройство сравнения, усилитель и задающий генератор, в котором частота эадающето генератора определяет выходную частоту преобразователя и его мощность 11.Недостатком данного устройства является узкий диапазон регулирования мощности преобразователя.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее соединенные последовательно датчик 20 мощности, устройство сравнения, второй вход которого подключен к источнику опорного сигнала, усилитель и задающийгенератор 2.Недостатком данного устройства является узкий диапазон регулирования.Цель изобретения - расширение диапазона регулирования.Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления ЗО ППЧ, содержащее соединенные последовательно датчик мощности, блок сравнения, второй вход которого подключен к источнику опорного сигнала, усилитель и задающий генератор, снабжено ключом, генератором пилообразного напряжения и компаратором, причем первый вход компаратора соединен с генератором пилообразного напряжения, второй вход - с выходом усилителя, а выход - с входом управления ключа, соединяющего вы" ход задающего генератора с полупро: водниковым преобразователем частоты.Кроме того, генератор пилообразного напряжения выполнен на интегра" торе и счетчике импульсов, причем входы интегратора и счетчика импульсов подключены к задающему генера" тору, выход счетчика импульса соединен цепью сброса интегратора, а выход интегратора является выходом генератора пилообразного напряжения.На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства управления полупроводниковым преобразователем частоты; на фиг. 2 - типовая зависимость мощности нагрузки Р от частоты выходного тока преобразователя Е; на фиг, 3 - кривые,. поясняю 830628щие работу устрсйства; на фиг. 4блок-схема генератора пилообразныхимпульсов; на фиг. 5 - кривые, поясняющие работу генератора пилообразного напряжения,Устройство управления ППЧ (фиг.1)содержит последовательно соединенные 5блок 1 сравнения, усилитель 2 и задающий генератор 3. Выход задающего генератора 3 через ключ 4 подключен кППЧ 5, Первый вход блока 1 сравненияподключен к источнику опорного сигнала, а второй вход - к датчику бмощности. Вход управления ключа 4подключен к выходу компаратора 7,один вход которого соединен с усилителем 2, а второй с генератором 15пилообразного напряжения (ГПН) 8.Устройство управления работаетследующим образом,Эадающий генератор 3 устройствагенерирует непрерывную последовательность импульсов Б (фиг, 3),частота которых является функциейнапряжения (1 на выходе усилителя 2.При уменьшенйи Б частота импульсовБз та.же уменьшается. Величина напряжения 1 может изменяться в диапазоне 00 П, .При этом частотаимпульсов задающего генератора 3 изменяется в пределах, соответствующих изменениям частоты выходноготока ПП 1 в диапазоне Г,;йЙр(фиг.302.). Выходное напряжение Ц компаратора 7 зависит от напряжений П и Бна его входах при БВЪБ 2, 7 Ъ7 и, апри ц , =- Б, . Ключ 4 вйполнентак что при напряжении на его входевыправления Б О он замкнут и напряжение и 4 на его выходе повторяетнапряжение,а при Ц хО напряжение( ЕО. Устройство (фиг. 1) представляет собой замкнутую систему автоматического регулирования мощности преобразователя. Сигнал с датчика бмощности сравнивается в блоке 1 сравнения с опорным сигналом У . Разница указанных сигналов усиливаетсяусилителем 2 и управляет частотойзадающего генератора 3. Устройствовыполнено так, что при помощи нагрузки в диапазоне РРРр 1 (фиг.2) амплитуда сигнала Б с ГПН 8 меньшенапряжения (1. При этом напряжениекомпаратора =-(7 , ключ 4 замкнути импульсызадающего генератора3 поступают на управление ППЧ 5 ичастота их следования определяетвыходнук частоту преобразователя.Регулирование мощности в указанном диапазоне осуществляется автоматическим изменением частоты задающего генератора 3 при изменении величины опорного сигнала П , При мощности РРи амплитуда сигнала Б 8 с ГПН 8больше напряжения Б. Пусть в тече-ние времени 011 (фиг. 3) напряжениеП ,тогда напряжение (17 = - (1ключ замкнут и импульсы Б поступают 65 на управление ППЧ 5. При. с.,11 на-.пряжение П) О , поэтому Ц: Б7 7 иключ 4 разомкнут и импульсы Бзадающего генератора не проходят к ППЧ 5и он выключается. В момент 1 =1. напряжение Б опять равно нулю и рассмотренные процессы повторяются.Средняя мощность, выделившаясяв нагрузке за время 1=1 равнасР 1 6(1)где Р - мощность ППЧ в течение времени 0111Регулирование мощности Рср производится изменением величины напряжения Б . При этом изменяется сигналрассогласования с устройства 1 сравнения и выходное напряжение П усилителя 2 Это ведет к изменениювремени Т , и в соответствии с (1)мощности Р р . При опорном напряжении П =0 мощность ППЧ также равнанулю.Генератор 8 пилообразного напряжения устройства (фиг. 1) выполнен посхеме (фиг. 4), он состоит из интегратора 9 и счетчика 10 импульсов,входы которых соединены между собойи подключаются к выходу задающегогенератора 3, Выход счетчика импуль-сов подсоединен к цепи сброса интегратора, а выход интегратора 9 является выходом генератора пилообразного напряжения и подключается к фкоммутатору 7 (фиг. 1). Интегратор 9может выполняться, как показано нафиг. 4, на осйове дифференциального усилителя 11, резистора 12, конденсатора 13 и цепи сброса интегратора 14,Интегратор .9 производит интегрирование импульсов (1 задающего генератора 3 и его выходное напряжение за время действия импульса 1 и изменяется на величину ЬП, Впромежутках времени между очередными импульсами напряжение интегратора Бэ постоянно. Счетчик 10 осуществляет деление частоты задающегогенератора 3, Поэтому напряжение Ц,на его.выходе представляет собойпоследовательность импульсов с периодом пТ, где Т - период повторения импульсов задающего генератора;и - коэффициент деления частоты.Пусть в момент =1 счетчик выдаеточередной импульс, поступающий нацепь сброса интегратора 14, и темсамым осуществляет разряд конденсатора 13 и сброс выходного напряжения интегратора. В момент 1 выходное напряжение интегратора опятьравно нулю и рассмотренный процессповторяется.Таким образом предлагаемое устройство позволяет расширить диайаэонрегулирования и регулировать мощностьинвертора от номинальной до нуляизменением опорного напряжения Поот величины соответствующей резонансной частоте нагрузочного контура Е, (фиг. 2) до Ь = О.Формула изобретения1, Устройство для управления полупроводниковым преобразователем частоты, содержащее соединенные последовательно датчик мощности, блок сравнения, второй вход которого подключен к источнику опорного сигнала, услитель и задающий генератор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, оно снабжено ключом, генератором пилообразного напряжения и компаратором, первый вход которого соединен с генератором пилообразного напряжения, второй вход - с выходом усилителя, а выход - с входом управления ключа, соединяющего выход задающего генератора с полупроводниковым преобразователем частоты,2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что генераторпилообразного напряжения выполненна интеграторе и счетчике импульсов,причем входы интегратора и счетчикаимпульсов подключены к задающему генератору, выход счетчика импульсовсоединен с цепью сброса интегратора,а выход интегратора является выходомгенератора пилообразного напряжения.10 Источники иформации,принятые во внимание при экспертизе1. Беркович Е,И. и др. Тиристорныепреобразователи высокой частоты, Л.,Энергия, 1973, с. 165-170.2. Вашкевич Е.Й. Киямов Р.Н Система управления инвертором 250 кВтчастотой 25000 Гц с применением микросхем. Межвузовский научный сборникТиристорные преобразователи частоты для индукционного нагрева метал 20 ла, Р 6, УАИ, 1976, с. 49-53,830628 Г. Ивановатура Корректор О, Била оставит ехред М Редактор Л. Тюрина каз 291 илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,Тир ВНИИПИ Рос по дела 13035, Москва