Способ управления тиристорным последовательно-параллельным резонансным инвертором

(5 Й) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ РЕЗОНАНСНЫМ ИЕВЕРТОРОМИзобретение относится к электротехнике, в частности к способам управления преобразователями постоянного тока в переменный, и может быть использовано в установках индукцион 5 ного нагрева в различных отраслях промышленности.Известен способ управления ти,ристорным последовательно-параллельным резонансным инвертором в режиме ;питания параллельного контура нагруз-: ки импульсами тока, частота следова"ния которых несколько выше частоты свободных колебаний контура нагрузки. При этом интервал между соседними им пульсами меньше половины полупериода свободных колебаний контура нагрузки и лишь немного больше времени выключения тиристоров Г 1.Недостатками. способа являются низ кий коэффициент мощности и его зависимость от нагрузки, зависимость ус" ловий коммутации тиристоров от нагрузки, в частности, длительностиинтервала междущения напряжени конденсаторетирующего коле сами и соотнонтуре нагрузкивательно-коммуго контура. мпу наослетель Недостаток известного способа состоит в том, что он не позволяет получить коэффициента мощности, равного единице, а также не обеспечиваетгработу в условиях переменной нагруз" ки последовательно-параллельного инвертора на тиристорах из-за измене ния условий коммутации тиристоров. Наисущносспособдователинвертоным кония егося в тоимпульсформир более близк и к предла управления ьно-паралл ром с пара туром нагр импульсам м, что зад ами тока и уют импульсым по тех аемому я тиристор льным ре лельным эки в ретока, з ют интер их длите управле ниче вляе ным зона коле жиме аклю вал м льнос ниясяослеснымательпитаающийеждуть и233 9839Цель изобретения - повышение коэфФициента мощности и надежности в широком диапазоне условий коммутации.Поставленная цель достигается тем,что интервал между началами импульсовтока, равный интеовалу между импуль-,сами управления, задают равным целому числу пслупериодов (но не менеедвух ) колебаний контура нагрузки, длительность импульса тока задают равной 10минимальному полупериоду свободныхколебаний контура нагрузки,а указанное формирование импульсов управленияпроизводят в полупериод колебаний контура нагрузки, предшествующий очеред.ному импульсу тока, с опере 1 нениеи поотношению к моменту прохождения на-пряжения на нагрузке через ноль навремя, необходимое для включения тиристоров,20Формирование импульсов управленияс опережением по отношению к моментупрохождения напряжения на нагрузкечерез ноль на время, необходимое длявключения тиристоров, производят путем Формирования двух сигналов, пер"вый из которых пропорционален напряжению на нагрузке, второй - напряжению и частоте напряжения на нагрузке,сравнивают оба сигнала, фиксируют момент, когда первый сигнал становитсябольше второго, после чего в моментравенства обоих сигналов производятуказанное Формирование импульсауправления,Кроме того, для улучшения условийкоммутации Формируют сигнал, пропорциональный напряжению на конденсаторепоследовательного коммутирующего контура инвертора, сравнивают его с сигналом, пропорциональным напряжениюна нагрузке, и, если отношение первого сигнала ко второму меньшебольше )заданного значения, заданный интервал между началами импульсов тока45увеличивают ( уменьшают ) на четноечисло полупериодов колебаний контуранагрузки.На Фиг. 1 показаны, схемы инвертора и устройства, реализующего способ;г. мутирующего колебательного контура 9 и параллельный колебательныйконтур 10 нагрузки,5 4В состав блока 1 входит задающиигенератор 11, узел 12 формирования,импульсов управления, выпрямитель 13пороговые элементы 14 и 15, узел 16сравнения, выходные шины 17 и 18счетчика 19, выход 20 узла 16, выпрямитель 21, подключенный к резистору 22, конденсатор 23, сглаживающийфильтр 21, ключ 25 и канал 26 подачисинхроимпульса.Работа инвертора производится покомандам от блока 1. Тиристорц 2-5открываются попарно. Источник 6 черезоткрытые тиристорц, например 2 и 3,и дроссель 7 соединяется с конденсатором 8 последовательного колебательного контура 9 и параллельным колебательным контуром 10. Сигналы обратной связи с конденсаторами контура 10 поступают в блок 1. В моментвремени 1 фиг. 2 ) начинается подпитка контура 10, на время которойон переходит в режим вынужденных ко"пебаний. По принципу работы данногоинвертора ток подпитки Э от источника 6, имеющий одно направление, вподводящей цепи контура 10 становится переменным и обозначается Эн(фиг. 2),Ток подпитки 3 п имеет форму синусоидальных однополупериодных импульсов, длительность которых настраивают дросселем 7 и конденсатором 8и выбирают равной полупериоду свободных колебаний контура 10 на максимальной частоте. Начало импульса тока Эн совмещают с моментом прохождения напряжения Он контура 1 О черезноль в область, где знаки импульсатока и напряжения совпадают. Это позволяет во всем диапазоне изменениячастоты контура 10 обеспечить совпадение знаков и начальных фаз им 1 ульса тока Э н и напряжения Оя . Такойспособ управления обеспечивает максимальный:коэффициент мощности.Ток подпитки Эн формируется поддействием разности йапряжений 0,11 и Он . Во время протекания импульса тока подпитки Эн конденсатор 8перезаряжается. Напряжение Ос на немв интервале 1 т направлено согласно с напряжением 0 источника 6,а в интервале Ф 2 - йнаправленовстречно ему. Напряжение Ос достигает максимума в момент 1, вызываявыключение тиристоров 2 и 3: Из гра-,фиков на фиг. 2 видно, что .время приложения к тиристорам максимальногоФормула изобретения 1. Способ .управления тиристорным последовательно-параллельным резонансным. инвертором с параллельным колебательным контуром нагрузки в режиме питания его импульсами тока,заключающийся в том, что задают ин" тервал между импульсами тока и их длительность и формируют импульсы 50 жение равно времени включения тиристоров. Однако по отношению к текущему значению напряжения Он момент Сподачи команды смещается. При увеличении частоты она поступает при большем значении Он , и наоборот.С целью получения команды с элемента 15 в соответствии с отмеченнымусловием, на него подают разность сигналов выпрямителя 13 и выпрямителя 21, на котором напряжение возрастает с увеличением частоты, так каконо снимается с резистора 22, включенного последовательно с конденсатором 23. Это напряжение сглаживается 15и фильтром 24, подпитка которого длясогласования уровней напряжения 0,15и О осуществляется через ключ 25 вовремя прохождения последней полуводны напряжения 0 в данном интервале, Амплитуда полуволны напряжения01 З выше напряжения 04, поэтому притекущем значении напряжения О 1,большем напряжения 04, элемент 15переходит в возбужденное состояние, 25а когда напряжения станут равны возвращается в исходное состояние и посылает по каналу 26 синхроимпульс нагенератор 11. Последний выдает команду в узел 12. Одновременно сбрасы вается счетчик 19 и цикл синхронизации повторяется,Предлагаемый способ управленияпри относительной простоте его позво.ляет обеспечить максимальный коэффи- з 5циент мощности, повысить надежностьработы тиристоров и расширить диапазон изменения нагрузки. При этомодновременно повышается надежностьзапуска инвертора, кроме того, появ- .40ляется возможность использовать егодля питания нескольких нагрузок сРольшим разбросом номинальных мощностей путем поочередного подключенияк ним, а также упростить пуско-наладочные работы. уПравления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью Повышения коэффи циента мощности и надежности работы в широком диапазоне изменения нагрузки, интервал между началом импульсов тока, равный интервалу между импульсами управления, задают равным целому числу полупериодов но не менее двух ) колебаний контура нагрузки, длительность импульса тока задают равной минимальному полупериоду свободных колебаний контура нагрузки, а указанное формирование импульсов управления производят в полупериод колебаний контура нагрузки, предшествующий очередному импульсу тока, с опережением по отношению к моменту прохождения напряжения на нагрузке через ноль на время, необходимое для включения тиристоров.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что формирование импульсов управления с опережением поЭ отношению к моменту прохождения напряжения на нагрузке через ноль на время, необходимое для включения тиристоров, производят путем формирования двух сигналов, первый из которых пропорционален напряжению на нагрузке, второй - напряжению и частоте напряжения на нагрузке, сравнивают оба сигнала, фиксируют момент, когда первый сигнал становится больше второго, после чего в момент равенства обоих сигналов производят указанное формирование импульса управления.3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем,что, с целью улучшения условий коммутации, формируют сигнал, пропорциональный напряжению на конденсаторе последовательного коммутирующего контура инвертора, сравнивают его с сигналом, пропорциональным напряжению на нагрузке, и, если отношение первого сигнала ко второму меньшебольше) заданного значения, заданный интервал между началами импульсов тока увеличивают ( уменьшают ) на четное число полупериодо в колеба ний. контура на груз ки,Источники информации,йринятые во внимание при экспертизе 1. Беркович Е,И, и др, Тиристорные преобразователи высокой частоты, Л.,"Энергия", 1973 с. 64-66, рис. 3-5. 2. Авторское свидетельство СССР И 530515, кл. Н 02 Р 13/18, 1975,н кма ор едактор Н. аказ 9952/ щу Корр Подп ета СССР рытий наб. ул. Пное йрое я, 1 ил Составитель В, Ми ооова Техреду Е, ХаритонТираж 723ИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 03 Иосква Ж-Я Раушска ал ППП нбатент", г. Ужгоро