Способ управления инвертором тока со стабилизирующим диодом

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питания электротехнологических установок. Цель изобретения - повышение надежности работы инвертора тока со стабилизирующим диодом за счет ограничения возрастания токов и напряжений на элементах в процессе изменения частоты подачи импульсов управления. Способ заключается в формировании,распределении и подаче импульсов управления на соответствующие тиристоры 2-5 инвертора. Частоту подачи этих импульсов изменяют при регулировании выходных электрических параметров инвертора. В отличие от известного в соответствии с данным способом управления измеряют ток стабилизирующего диода 9 и формируют сигнал, пропорциональный его величине. Формируют сигнал уставки и сравнивают упомянутые сигналы. В соответствии с сигналом рассогласования изменяют частоту подачи импульсов управления на тиристоры 2-5 инвертора, С ростом тока стабилизирующего диода 9 сигнал рассогласования увеличивается, и частоту подачи импульсов управления на тиристоры 2-5 уменьшают. Способ управления позволяет повысить КПД инвертора, снизить его массогабаритные показатели, улучшить условия пуска.5 ил. (Л

союз соВетских социАлистических

РЕСПУБЛИК (st)s H 02 М 1/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4703628/07 (22) 08.06,89 (46) 07.11.91. Бюл. М 41 (75) Е.М,Силкин и В.Н.Силкина (53) 621,316.727 (088,8) (56) Преобразователь частоты тиристорный

ТПЧ ИБЕГ435523ТО. Таллин, ТЭЗ им.Калинина, 1985.

Васильев А.С, Статические преобразователи частоты для индукционного нагрева.

M.: Энергия, 1974, с.183. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ

ТОКА СО СТАБИЛИЗИРУЮЩИМ ДИОДОМ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питания злектротехнологических установок, Цель изобретения — повышение надежности работы инвертора тока со стабилизирующим диодом эа счет ограничения возрастания токов и напряжений на элементах в процессе изменения частоты

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питания электротехнических установок.

Цель изобретения — повышение надежности работы инвертора тока со стабилизирующим диодом эа счет ограничения возрастания токов и напряжений на элементах в процессе изменения частоты подачи импульсов управления, На фиг.1 представлена принципиальная схема последовательного инвертора тока со стабилизирующим диодом; на фиг.2 — принципиальная схема параллельного инвертора тока со стабилизирующим диодом; на фиг.3 — диаграммы токов и напряжений на

Ы,, 169011 7 А1 подачи импульсов управления. Способ заключается в формировании, распределении и подаче импульсов управления на соответствующие тиристоры 2 — 5 инвертора, Частоту подачи этих импульсов изменяют при регулировании выходных электрических параметров инвертора. В отличие от известного в соответствии с данным способом управления измеряют ток стабилизирующего диода 9 и формируют сигнал, пропорциональный его величине. Формируют сигнал уставки и сравнивают упомянутые сигналы.

В соответствии с сигналом рассогласования изменяют частоту подачи импульсов управления на тиристоры 2-5 инвертора. С ростом тока стабилизирующего диода 9 сигнал рассогласования увеличивается, и частоту подачи импульсов управления на тиристоры

2-5 уменьшают. Способ управления позволяет повысить КПД инвертора, с«иэить его массогабаритные показатели, улучшить условия пуска, 5 ил. элементах последовательного инвертора тока со стабилизирующим диодом, поясняющие принцип его действия; на фиг.4 — нагрузочные характеристики параллельного инвертора тока со стабилизирующим диодом при неизменной частоте пода <и импульсов управления на тиристоры; на фиг.5— схема блока управления, реализующего способ.

Последовательный инвертор тока, силовая часть которого представлена на фиг.1, содержит подключенный к входным выводам через дроссель фильтра 1 тиристорный мост на четырех тиристорах 2 — 5 с коммутирующим дросселем 6, нагрузкой 7 и ксммутирующим конденсатором 8 в д<1э< опали

1690117 переменного тока, зашунтированный стабилизирующим диодом 9, Параллельный инвертор тока (фиг.2) содержит подключенный к входным выводам через дроссель фильтра 10 тиристорный мост на четырех тиристорах 11 — 14 с коммутирующим дросселем 15 и параллельной цепью из нагрузки 16 и коммутирующего конденсатора 17 в диагонали переменного тока, зашунтированный стабилизирующим диодом 18.

Работа последовательного инвертора тока со стабилизирующим диодом пояoíÿется временными диаграммами (фиг.3).

Обозначения на диаграммах соответствуют индексам элементов. силовой части инвертора, приведенной на фиг.1, На первой диаграмме показаны импульсы управления тиристорами 2 — 5 инвертора, на второй — так дросселя фильтра 1 (входнай ток), на третьей — ток нагрузки 7, на четвертой — так стабилизирующего диода 9, на пятой — напряжение на тиристорах 2 — 5.

Параллельный инвертор тока со стабилизирующим диодом 18 имеет меньшую установленную мощность элементов по сравнению с последовательным. Однако последовательный инвертор может выполняться многоячейковым (каждая ячейка имеет свой коммутирующий конденсатор 8), Блок управления инвертором тока со стабилизирующим диодом, реализующий способ управления, содержит (фиг.5) датчик

19 тока стабилизирующего диода 9 (18), усилитель 20, фильтр 21, устройство сравнения 22, источник задания уставки 23, задающий генератор 24, управляемый напряжением, распределитель импульсов управления 25 и выходные каскады 26, 27, Датчик тока 19 включается в цепь стабилизи рующего диода 9 (18), а выходные каскады соединены с управляющими переходами тиристоров 2 — 5 диагоналей моста инвертора.

Реализация способа управления инвертором рассматривается на примере последовательного инвертора тока. При изменении параметров нагрузки 7 инвертора изменяется так стабилизирующего диода 9, Ток стабилизирующего диода 9 измеряется датчикам тока 19. В усилителе

20 сигнал датчика тока 19 усиливается до требуемой величины. С выхода усилителя

20 сигнал, пропорциональный току стабилизирующего диода 9, далее поступает нэ фильтр 21. Отфильтрованный сигнал с выхода фильтра 21 сравнивается в устройстве сравнения 22 с сигн-лом уставки, поступающим от источника задания устэвки

23. С выхода устройства сравнения 22 сиг5

55 нэл рассогласования поступает на управляющий вход задающего генератора 24. В соответствии с сигналом рассогласования с выхода устройства сравнения 22 изменяется выходная частота задающего генератора

24, Импульсы с выхода задающего генератора 24 через распределитель импульсов

25 и выходные каскады 26, 27, формирующие и усиливающие импульсы, поступают на управляющие электроды тиристоров 2—

5 диагоналей моста инвертора. При увеличении тока стабилизирующего диода 9 увеличивается сигнал рассогласования на выходе устройства сравнения 22, что приводит к уменьшению выходной частоты генератора 24 и снижению частоты подачи импульсов управления на тиристоры 2-5 инвертара. При уменьшении частоты инвертарэ он разгружается и происходит уменьшение тока стабилизирующего диода 9, При уменьшении тока стабилизирующего диода 9 с изменением нагрузки 7 сигнал рассогласования на выхода устройства сравнения 22 уменьшается, чта ведет к увеличению выходной частоты генератора

24 и частоты подачи импульсов управления на тиристоры 2-5 инвертара. При возрастании частоты инвертора происходит

его загрузка, увеличивается так стабилизирующего диода 9.

Нэ фиг;4 представлены нагрузачные характеристики параллельного инвертора тока са стабилизирующим диодом 18 (см.фиг,2). Обозначения саатветствуют принятым на фиг.2. Характеристики соответствуют постоянной частоте подачи импульсов управления на тиристары 11 — 14 инвертара и следу.ащим его параметрам: отношение индуктивнасти дросселя фильтра 10 к индуктивнасти Kаммутирующего дросселя 15 равно 100, волновое сопротивление контура коммутации р = 4 15/С17 = 1,58. отношение выходной частоты инвертора к собственной частоте контура коммутации равно 0,67. Характеристики даны в относительных единицах. В качестве базовых величин выбраны напряжение источника питания, волновое сопротивление контура коммутации и период выходного напряжения инвертара.

При изменении сопротивления нагрузки 16 инвертара в сторону увеличения при постоянной частоте увеличиваются амплитуда тока стабилизирующего диода 18 и время ега проводимости. так тиристаров 11-14.

На холостом ходу (обрыв нагрузки 16) превышение токам тиристарав 11 — 14 тока номинального режима мажет составлять 40) „ время и ра води мoc ти ста бил изиру ащега

1690117 диода 18 увеличивается в 2,3 раза. При изменении сопротивления нагрузки 16 В сторону уменьшения от номинального режима (режима максимальной ВыхОднОЙ мОщнОсти) происходит уменьшение времени проводимости стабилизирующего диода 18.

Время проводимости стабилизирующего диода 18 в инверторе равно времени, предоставляемому тиристорам 11-14 для восстановления управляющих свойств. При управлении по предлагаемому способу стабилизируются величина тока стабилизирующего диода 18 и время его проводимости. В результате в широком диапазоне изменения параметров нагрузки 16 стабилизируются ток тиристоров 11-14 и время, представляемое им для выключения, Поддерживается оптимальное соотношение между реактивной и выходной активной мощностями инвертора, Способ управления обеспечивает повышение надежности и устойчивости работы инверторов тока со стабилизирующим диодом за счет стабилизации времени выключения тиристоров в широком диапазоне изменения параметров нагрузки, чтоуменьшает число срывов инвертирования, стабилизации тока тиристоров при уменьшении нагрузки.

Предлагаемый способ управления дополнительно позволяет повысить КПД инвертора тока за счет поддержания оптимального соогношения активной и реактивной rÿùèoñòàé, снизить массогабаритные и стоимостные показатели инверторов эа счет снижения установленной мощности вен5 тильного оборудования, коммутирующих дросселей и конденсаторов, улучшить условия пуска инвертора тока.

Формула изобретения

10 Способ управления инвертором тока со стабилизирующим ДИОДОМ, заключающийся в формировании импульсов управления соответпвующих тиристоров инвертора, частоту подачи которых изменяют и ри

15 регулировании выходных алек рических параметров инаертора, о т л v, ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы инвертора, измеряют ток стабилизирующего диода и формируют сигнал, про20 порциональный егО величине, фильтруют полученный сигнал, формируют сигнал уставки и сравнивают его с отфильтрованным сигналом, В результате чего формируют сигнал рассогласования и укаэанное измене25 ние частоты подачи импульсов управления на тиристоры инвертора осуществляют в зависимости от величины сигнала рассогласования, причем с ростом тока стабилизирующего диода частоту подачи импульсов

30 управления уменьшают, при уменьшении тока стабилизирующего диода частоту подачи импульсов управления увеличивают.

1690117

1690117

Составитель А. Чесноков

Техред M.Moðãåíòàë КоРРектоР T.Ìàëåö

Редактор Е. Хорина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Чжгород, ул, Гагарина, 101

Заказ 3823 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5