Статический преобразователь частоты

(22) Заявлено 08,02 1)М. Кд,Н 02 М 5/2 1) 2451314/ с присоединением зая Госудорстоонный кама ссср но делам наобротонн н открытий8.10.7 Дата опубликования описан В, Старцев Р. Н. Киямарев Г. Каз В. В. Карташ и Е. В. Т(72) Авторы изобретения 71) Заявитель имский авиационный институ опик.нагруельныйтором,с регуИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для питания электротехнологических установок повышенной частоты,Известны преобразователи частоты, со 5ржащие автономный последовательныйвертор, систему управления, включающую систему автоматической стабилизациии коэффициента мощности нагрузки, схему ограничения эквивалентного активного сопротивления нагрузки, задаютпий. генератор и формирователь импульсов управлеЕ 13 и Г 21. Недостатком известных преобрлей частоты является сложностьавтоматического регулирования ивие стабилизации выходной мошносИзвестен статический преобрасодержащий автономный инверторженный на параллельный колебатконтур, систему управления инвервключающую задающий генераторлируюшим транзистором 31,Недостатком известного преобразователя является сложность системы автоматического регулироания инвертора, Кроме большого количества датчиков (не менее 4), ключевых и логических схем, си стема автоматической стабилизации коэффициента мощности должна содержать фильтры первой гармоники, Недостатком указанного преобразователя является .тот факт,что при стабилизации режимов работы инверторе. не обеспечивается стабилизациявыходной мощности преобразователя, которая определяется как Рвых= О вхвм "ттгде Р ,- выходная мощность конвертора;- входное напряжение инвертора;т , - входной ток;- КГШ инвертора.То есть для стабилизации выходноймощности инвертора необходимо изменятьвходной ток инвертора обратно пропорционально изменению входного напряжения,а система стабилизации режимов работыинвертора такого закона изменения входного тока не обеспечивает,693519 3Целью изобретения является упрошуние схемы статического преобразователячастоты и расширение его функциональныхвоэможностей,Это достигается тем, что в преобрвэо 5ватель введены два трансформатора токе,включенные в инпуктивную и в емкостнуюветви параллельного колебательного контура нагрузки, вторичные обмотки трансформаторов тока через дополнительные встреч но включенные первый и второй выпрямители и первый резистор попключены ковходу регулирующего транзистора пвраллельно первому резистору через ствбилитрон подключен выход третьего дополнительного выпрямителя, вход которого подключен ко вторичной обмотке одного иэтрансформаторов тока, а нв базу регулирующего транзистора через второй резиотор подключена введенная цепь смещения, 20На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая. схема преобразователя; на фиг, 2 - 4 - кривые выходныхпараметров системы автоматического регулирования,25Устройство содержит автономный последовательный инвертор 1, нагруженный нвколебательный контур, состоящий из компенсирующей батареи 2 и индуктора 3,систему управления инвертором состоя 30щую иэ задающего генератора 4 и формирователя 5, трансформаторы 6 и 7 тока,нагруженные на резисторы 8, 9; выпрямители на диодах 10, 11, входы которыхподключены к резисторам 8, 9, а выходы З 5к резисторам 12, 13, причем послепниезашунтированы диодом 14, К трансформатору 7 через резистор 8 подключен дополнительный выпрямитель на диоде 15, на 40грузкой которого является реэистивныйделитель 16, 17, к выходу которого че. рез стабилитрон 1 8 подключен резистор19, Суммарный сигнал, снимаемый с резисторов 19, 12 13, поступает на безурегулирующего транзистора 20, активный45режим работы которого обеспечивает резистор 21, Статический преобразовательчастоты обеспечивает поддержание максимального коэффициента мощности нагруэ 50ки, а при постижении контурного тока заданной величины обеспечивает стабилизацию режима работы инвертора, Стабилизация коэффициента мощности нагрузкиобеспечивается автоподстройкой частоты55инверторв, Принцип работы автоподстройки частоты основан нв сравнении напряжений, снимаемых с резисторов 8 9,пропорциональных токам емкостной (кривая 422) и инпуктивной (кривая 23) ветвейколебательного контура нагрузки. Токиветвей контура измеряются трансформвтьрами 6, 7, Разность этих напряжений, выделенная с помощью встречно включенныхвыпрямителей на диодах 10, 11, иэобракена кривой 24,Суммарный сигнал с резисторов 12,13 и 19 подается на вход регулирующего транзистора и пока напряжение на резисторе 16, пропорциональное току в индуктивной ветви колебательного контуренагрузки, меньше напряжения стабилизации ствбилитрона 1 8, сигнал на резистсьре 19 равен нулю, То есть, входной сигнал регулирующего транзистора, изображенный кривой 25, повторяет кривую 24и частота задающего генератора под воздействием этого сигнала изменяется твк,что выходная частота инверторв автоматически подстраивается к резонансной чвстоте нагрузочного колебательного контура, То есть, до тех пор, пока величинаконтурного тока не достигла заданногозначения, осуществляется поддержание чвототы инвертирования, равной резонанснойчастоте колебательного контура нагрузки,При превышении током индуктора некоторой заданной величины, изображеннойна фиг, 3, как напряжение Ос,определяемое величиной стабилизации стабилитронв 1 8, коэффициентом пеления делителя16, 17 коэффициентом трансформации трансформатора 7 и резистором 8, начинаетработать схема ограничения мощностиосуществляющая стабилизацию режима работы инверторв, При пробое стабилитронв1 8 на резисторе 19 появится напряжение(криввя 26), величина кс горого определится как разность напряжения на резиоторе 1 6 и напряжения стабилизации стабилитронв 18, Суммируя это напряжение снапряжением на резисторах 12, 13 (кривая 27), получаем входное напряжение регулирующего транзистора (криввя 28), Подвоздействием этого сигнала частота задающего генератора изменится твк, что чаототв инвертирования примет значение Ф (( Ю , То есть, происходит расстройкаконтура нагрузки, снижение его эквивалентного активного сопротивления и, соответственно, тока индуктора, который определяет выходную мощность инвертора, однозначно связанную с режимом его работы,В предлагаемом статическом преобразователе стабилизации режима работы осуществляется огреничением выходной моншостиинвертора, Таким образом, осуществляеттока в контуре нагрузки, что соответствует стабилизации мощности. Статический преобразователь частоты,состоящий иэ автономного инверторя,нагруженного ня параллельный колебатель 1 О ный контур и системы управления инвертором, включающей в себя задающий генератор с регулирующим транзистором,о т л и ч а ю ш и й с я. тем, что, с целью упроцения и расширения функциональ 5 ных во.можностей, он снабжен двумятрансформаторами тока, включенными соот- ветственно в индуктивную и в емкостнуюветви параллельного колебательного контура, причем вторичные обмотки трансформаторов тока через дополнительные встречно, включенные первый и второй выпрямители и первый резистор подключены ковходу регулирующего транзистора, параллельно первому резистору через опорный25элемент подключен выход третьего дополнительного выпрямителя, вход которс,гоподключен ко вторичной обмотке одногоиз трансформаторов, тока, в на бвэу регулирующего транзистора через второйЭОрезистор подключена ввепеннвя цепь смещения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лвторское свидетельство СССР% 506104, кл, Н 02 М 1/08,2. Годин В. Ф. Частотный способ регулирования последовательного инверторв,"Электротехническая промышленность,сер,Электротермя, вып, 8/144/, 1974,03, Годин В, ф, и Бусленко Г, М, Система автоматического регулирования режима работы инвертора, М Электротехника, %1, 1976, с, 39-41,Таким образом, на входе регулирующего транзистора, при разомкнутой системе автоматического регулирования, имеется сигнал, изображенный кривой 32 при Овх= = Ов и кривой 33 при О =Ов,.ПриЩг замыкании системы регулирования под действием этого сигнала задающий генератор и инвертор изменяют всою частоту в сторону уменьшения данного сигналя до нуля,При входном напряжении Ов,система автоматического регулирования будет попдерживать частоту Ж при этом ток ин 1дуктора будет. пропорционален О т При входном напряжении Оток в инпукторе изменится, однако система автоматического регулирования изменит частоту инвертирования до величины Ж, при которой ток индуктора достигнет прежней эаданной величины, нропорционяльной Ос Таст ким образом обеспечивается стабилизация 6;3 с 195 6ся стабилизация режимов работы инвертора и стабилизация коэффициента мощности нагрузки при значительном упрощениисхемы,(Лля обеспечения стабилизации выходной 5 ф о р м у л а и э о б р е т е и и ямощности инвертора в статический преобразователь введены диод 1 4 и резистор21, При изменении входного напряженияинвертора от Ох по Овх )Овток индуктора увеличится и напряжение нв резисторе 8, пропорциональное этому току, также увеличится, и примет вид кривой 28,Сигнал на резисторе 12 имевший видкривой 29, при увеличении входного напряжения увеличивается (кривая 30), Сиг- нал разности напряжений, пропорциональных токам индуктивной и емкостной вет- ви - кривая 31, отрицательная часть которого зашунтирована диодом 14, суммируется с сигналом на резистор 1 9.603519 Составитель Е, Дорошыноэова Техред З. Чужик Корректор Г. Решетн Редактор А е Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная,аа 6412/50 Тнраж 857 ЦН ИИПИ Государственно по делам изобретени 113035, Моава, Ж 35, РПодписо комитета СССРй и открытийаушская набд, 4/5