Способ регулирования выходной мощности устройства индукционного нагрева

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК

<я>з Н 05 В 6/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ОО

ibad с;Ф

lo (4 (21) 4881594/97 (22) 01.10.90 (46) 30.07.93. Бюл. ¹ 28 (75) С.B.Äçëèåâ. Е.М.Силкин, С.Н.Тазихин, В,А,Воронцов, B.Ï,Îãíåâ, Ю,П,Качан и В.В.Моргун (56) Колосов О.А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений. M.;

Энергия, 1971, с.235-237.

Опублик. заявка Японии № 3.67-10548, кл. Н 05 В 6/12, 1988. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ УСТРОЙСТВА ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕ ВА

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах управления источников питания электратехнологических установок, Цель изобретения — расширение диапазона регулирования выходной мощности устройства индукционного нагрева.

Докажем существенность атличительS ных признаков заявляемого способа регулирования выходной мощности устройства индукционного нагрева, Существенным отличием заявляемого способа регулирования является расширение диапазона регулирования выходной мощности устройства индукционного нагрева, что связана со снижением требований по фильтрации и защите питающей сети ат проникновения высокочастотных составляющих тока. По заявляемому способу при регулировании на периоде питающего сетевого напряжения инвертор либо работает, либо отключен. В Ы,„, 1830642 А1 (57) Сущность изобретения. Регулируют время проводящего состояния ключевого элемента инвертора на периоде выходной частоты. Дополнительно измеряют напряжение на выходе выпрямителя. Задают уровень выходной мощности путем задания уровня напряжения. Сравнивают измеренное и заданное напряжения. Формируют сигнал запрета на включение ключевого элемента инвертора, если напряжение на выходе выпрямителя ниже напряжения задания. При регулировании выходной мощности регулируют уровень напряжения задания. 2 ил. результате гармонический состав выходного тока повышенной частоты устройства изменяется незначительно и фильтрация и защита упрощаются. При этом диапазон регулирования может быть расширен в 1.5 — 2,0 раза.

На фиг.1 приведена схема устройства, в катаром реализован спог б регулирования выходной мощности; íà фиг.2 — диаграммы. . поясняющие сущность способа регулирования.

Устройство для реализации способа регулирования содержит однофазный выпрямитель на четырех диодах 1-4, вход которого подключен к выходу генератора питающего напряжения 5, а выход зашунтирован конденсаторов фильтра 6, инвертор. содержащий последовательную цепь из ключевого элемента 7 и индуктора 8, зашунтированного компенсирующим конденсаторов 9. с блоком управления 10, один вход

1830642 последнего соединен с выходом датчике напряжения 11 на компенсирующем конденсаторе, а выход — с управляющим электродом ключевого элемента, датчик напряжения 12 на выходе выпрямителя, выход которого подключен к первому входу компаратора 13, второй вход компаратора соединен с выходом устройства задания уровня выходной мощности 14 устройства, а выход — с вторым входом блока управления.

Способ регулирования выходной мощ-. ности устройСтва индукционного нагрева реализуется следующими действиями. Регулируют время проводящего состояния ключевого элемента на периоде выходной частоты. инвертора. Благодаря этому изменяют интервал времени, в течение которого на периоде выходной частоты индуктор (нагрузка) подключен к источнику питания. Дополнительно измеряют напряжение на выходе выпрямителя. Задают. уровень выходной мощности путем задания уровня напряжения. Сравнивают два напряжения: измеренное на выходе выпрямителя и заданное. Формируют сигнал запрета на включение ключевого элемента инвертора, если сигнал, пропорциональный напряжению на выходе выпрямителя, если сигнал, пропорциональный напряжению на выходе выпрямителя, меньше напряжения задания (си нала задания). Измерение (регулирование) выходной мощности устройства осуществляют изменением сигнала задания.

Устройство для реализации способа регулирования работает следующим образом.

Выпрямитель преобразует переменное напряжение генератора 5 в постоянное напряжение с пульсацией, равной удвоенной частоте сети. На выходе выпрямителя с учетом работы фильтра 6 имеем напряжение по форме, представленной на фиг.2 (диаграмма первая). Ключевой элемент 7 (транзистор) включается по сигналу от блока управления 10 с частотой, равной резонансной частоте нагрузочного контура из элементов 8 и 9. Синхронизация моментов включения элемента 7 производится по curíалу датчика напряжения 11. Таким образом. инвертор работает по принципу .самовозбуждающегося. Отрицательный полупериод в работе инвертора формируется. в форме свободного колебания, Для регулирования выходной мощности изменяют интервал проводимости ключевого элемента,на периоде (положительном полупериоде} выходной частоты, Датчик напряженияя 12 измеряет напряжение на выходе выпрямителя. Устройство задания уровня выходной мощности 14 формирует постоянное напряжение задания. Два напряжения; с выхода датчика 12 и устройства

14, сравниваются в компараторе 13, При превышении напряжением задания с выхода устройства 14 напряжения с выхода датчика 12 компаратор 13 формирует сигнал запрета включения ключевого элемента 7 для блока управления 10. Как только напряжение на выходе датчика 12 превысит напряжение на выходе устройства 14

10 компаратор 13 срабатывает и разрешается подача управляющего сигнала на включение ключевого элемента 7. Таким образом, изменением уровня сигнала задания с выхода 14 из каждого полупериода питающего напряжения "вырезают" интервал, в течеwe которого нагрузка (8, 9) не подключена к источнику питания. Длительность интервала изменяется с изменением уровня сигнала задания. B результате осуществляется

20 регулирование выходной мощности, Сказанное иллюстрируют диаграммы фиг.2 (вторая — пятая).

На второй диаграмме показан сигнал с выхода устройства 14. На третьей диаграм25 ме огибающая напряжения на нагрузочном контуре 8, 9 (диаграммы соответствуют максимальной выходной мощности устройства индукционного нагрева). На четвертой диаграмме изображен увеличенный сигнал с вы30 хода устройства 14. Пятая диаграмма иллюстрирует снижение уровня выходной мощности устройства индукционного нагрева для увеличения сигнала с выхода устройства 14. В кривой огибающей появляются

35 интервалы, когда элемент 7 не включается, Датчики напряжения 11 и 12 выполняются по любой из известных схем. Компара- тор 13 представляет собой интегральную схему. Устройство задания уровня выход40 ной мощности 14 выполняется в виде источника опорного напряжения и может быть реализовано.на любой из известных схем.

Блок управления 10 реализован аналогично блоку управления прототипа.

По сравнению с прототипом диапазон регулирования выходной мощности устройства индукционного нагрева при регулировании по заявляемому способу может быть

50 увеличен в 1,5-2,0 раза.

При регулировании в соответствии с прототипом из-за ухудшения условий фильтрации и защиты питающей сети от проникновения высокочастотных составляющих

55 тока диапазон регулирования ограничивается 45 50$ от максимальной мощности..

При регулировании по заявляемому способу диапазон регулирования может быть расширен до 90 от максимальной мощности.

1830642

Формула изобретения

Способ регулирования выходной мощности устройства индукционного нагрева, содержащего однофазный выпрямитель с емкостным фильтром и инвертор в виде по- 5 следовательной цепи из ключевого элемента и индуктора, зашунтированного компенсирующей емкостью. с блоком управления ключевым элементом, при котором регулируют время проводящего 10 состояния ключевого элемента на периоде выходной частоты инвертора. о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходной мощности, измеряют напряжение на выходе выпрямителя,. формируют сигнал задания уровня выходной мощности путем задания уровня напряжения, сравнивают измеренное напряжение и сигнал задания, формируют сигнал запрета на включение ключевого элемента при напряжении на выходе выпрямителя меньшем сигнала задания, а изменение уровня выходной мощности осуществляют изменением сигнала задания.

1830642

Составитель Е. Силкин

РедактОр С. Кулакова Техред M.Ìîðãåíòàë „Корректор Н. Ревская

Заказ 2528 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Способ регулирования выходной мощности устройства индукционного нагрева Способ регулирования выходной мощности устройства индукционного нагрева Способ регулирования выходной мощности устройства индукционного нагрева Способ регулирования выходной мощности устройства индукционного нагрева 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам регулирования индукционных установок

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано в устройствах в устройствах индукционого нагрева при термообработке длинномерных заготовок

Изобретение относится к силовой электронике и электротехнике и может быть использовано для бесконтактного регулирования напряжения, величины генерируемой реактивной мощности и симметрирования потребляемого тока однофазными или другими электроприемниками с большой несимметрией и большим потреблением реактивной мощности при их питании от трехфазных сетей электроснабжения

Изобретение относится к устройствам индукционного нагрева и может быть использовано в промышленности при термической обработке металлических изделий, заготовок, деталей машин и механизмов и при испытаниях на прочность и долговечность

Изобретение относится к области автоматизации управления технологическими процессами получения полупроводниковых материалов и может использоваться для выращивания кристаллов в космических условиях при отсутствии оператора

Изобретение относится к электрическим нагревательным устройствам и может быть использовано для нагрева жидкостей в химической, медицинской промышленности и в сельском хозяйстве

Изобретение относится к силовой электронике и электротехнике и может быть использовано для экономии ресурсов при создании схем электропитания печей индукционного нагрева и для экономии электроэнергии при производстве металла в упомянутых печах
Наверх