Способ управления преобразователем трехфазного напряжения в высокочастотное однофазное

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в установках индукционного нагрева. Целью изобретения является расширение частотного диапазона и функциональных возможностей. Устройство содержит тиристоры 1 - 6. Коммутирующие конденсаторы 7 - 9 подключены к входным выводам и соединены с нагрузкой 13. Нагрузка 13 образует с конденсаторами 7 - 9 резонансный контур. На тиристоры 1 - 6 подают пакеты импульсов управления длительностью 1/6 периода питающего напряжения. Причем пакеты двух смежных тиристоров сдвигают один относительно другого на 1/6 упомянутого периода. Число импульсов в пакетах регулируют от одного до 1/12 собственной частоты переключаемого резонансного контура. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 41)0446/24-07 (22) 20 ° 05.86 (46) 23.02.90. Бюл, )) 7 (7)) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) С.В.Шапиро (53) 62).314.27(088.8) (56) Патент США )) 3582756, кл..)1 02 И 5/16, 12.02.70.

Проблемы преобразовательной техники. Тез, докладов III-й Всесоюзной

Н/Т«й конф. Киев, 1983, ч. IV, с. 80-83.

ЕР У 102796, кл. Н 05 В 6/06, 6/12, 1983.

ЕР )) 54445, кл. Н 05 В 6/Об, 6/12, )982. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕИ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИ)) В ВЫСОКОЧАСТОТНОЕ ОДНОФАЗНОЕ

„„SU„„1545307 A 1 (5))5 Н 02 И 5/27

2 (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б. использовано в установках индукционного нагрева. Целью изобретения является расширение частотного диапазона и функциональных воэможностей. Устр-во содержит тиристоры 1-6. Коммутирующие конденсаторы 7-9 подключены ко входным выводам и соединены с нагрузкой

)3. Нагрузка 13 образует с конденсаторами 7-9 резонансный контур. На тиристоры 1-6 подают пакеты импульсов управления длительностью 1/6 периода питавшего напряжения. Причем пакеты двух смежных тиристоров сдвигают один относительно другого на

1/6 упомянутого периода. Число импульсов в пакетах регулируют,от одного до l /12 собственной, частоты переключаемого резонансного контура.

5 ил.

1545307

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности тиристорных интервалов без звена постоянного тока, и может быть использовано в установках высокочастотного индукционного нагрева.

Цель изобретения — расширение частотного.диапазона и функциональных возможностей. 10

На фиг. 1 даны диаграммы, поясняю;щие процессы в преобразователе; на

, фиг. 2 — силовая часть устройства, в ! котором реализован способ; на фиг.3схема замещения для одного из момен: 15 тов работы преобразователя; на фиг. 4 — принципиальная блок-схема .системы управления преобразователем; !

; на фиг. 5 — временные диаграммы, поясняющие работу системы управления 20 преобразователем.

Преобразователь (фиг. 2) содержит ,попарно встречно-параллельно соеди:ненные тиристоры 1-6,одними силовыми .электродами подключенные к первому

,выходному выводу преобразователя, другому его выходному выводу под,ключена точка соединения одних обкладок коммутирующих конденсаторов 7-9, другие обкладки которых подключены к входным выводам. преобразователя и через дросселя 10-12 с точками соеди, нения соответствующих тиристоров 1-6.

° К выходу преобразователя подключена ! .нагрузка 1 3 (кап имер в виде индуктора). Управление тиристорами осуществляет блок 14 управления.

Импульсы унравления (П», — 0 1 ) каждым тиристором (фиг. 1a) образуют пакеты длительностью Тя 6 1/6Т. Эти пакеты у смежных тиристоров разных фаз сдвинуты на (1/6)Т, а у пары встречно-параллельных тиристоров одной фазы — ка (1/2)Т, где Т вЂ” период колебаний высокочастотного напряжения, Эти пакеты импульсов синхронизированы с входным трехфазным напряжением (Uy,, Ue, Uc) .пакет импульсов управления подается на соответствующий тиРистор в тот интервал време-;50 ни, в который входное напряжение соответствующей фазы по абсолютной ве;., личине больше других фазиых напряженийо(фиг. 1б).

Процесс формирования выходного .тока повьииенной частоты протекает при этом следующим образом. Пусть в момент ti подается импульс управления на тиристор 1.

Тиристор о ткрывае тся, з амык ая контур, состоящий из дросселя «10, конденсатора 7 и нагрузки 13 (фиг, 3) .

По этому контуру происходит разряд конденсатора 7. При определенном подборе параметров конденсатора 7, дросселя 10 и нагрузки 13 — ток нагрузки

Н вЂ” носит периодический ха актер с частотой Г = 1/2Ь LC — РР /41., где L, C, R — эквивалентная индуктивность, емкость и активное сопротивление контура соответственно. Б момент tg = < + 0,5 Т, где Т =:

1 /Г, ток нагрузки iII достигает нуля, и тиристор 1 закрывается, При этом напряжение Uy на конденсаторе 7 становится отрицательным — фиг, 1б, В момент с t< + 0,5 Т„ {величина

Т обязательно должна быть больше или параллельно тиристору 1). Вследствие этого открывается тиристор 2 и вновь замыкается тот же контур (фиг, 1б). Поскольку начальное нап-. ряжение на контуре 7 отрицательное, то ток 1. Н начинает протекать в противоположном направлении. Б момент

+ 0,5 Т, тиристор 2 закрывается, Знак напряжения на конденсаторе 7 вновь изменяется и стал положи- тельным. В интервал времени t<)tot< напряжение на тиристоре 1 отрицатель- ное. Следовательно, этот интервал соответствует времени восстановления тиристора и — tq i „о," г, Поскольку минимальное значение интервала (t - tq) равно 0,5 То, ясно что резонансную частоту коммутирующего контура следует выбирать из условия:

К„ » 1/2tsoccia Далее до момента t + (n + 0,5)Т<, где и — число импульсов в пакет, напряжения, управляющего тиристором повторяется поочередно открывание тиристоров 1 и 2 по нагрузке 13 протекает переменный ток

i Ы.

В следующий интервал времени, равный Т/6, импульс .управления подают на тиристоры 5 и 6 фазы С, так как в течение этого интервала действует максимальная величина напряжения U (см. фиг. 1б). Частота тока i Н, как видно из графика фиг,, 1б, равна К» =

l/Тк.. Варьируя величину Тк и число импульсов в пакете и можно регулировать выходную частоту преобразователей указанного вида или глубину модуляции тока нагрузки. Минимальная частора тока нагрузки fq>;, равна утроСпособ управления преобразователем трехфазного напряжения в высокочастотное однофазное, выполненным в виде параллельно включенных звезд коммутирующих конденсаторов и фаэных коммутационных цепей из последовательно включенных дросселя и пары встречно †параллельн тиристоров, причем нулевые точки звезд являются выходными выводами преобразователя, подключенными к нагрузке индуктивного характера, образующей с указанными коммутирующими конденсаторами резонансные контуры, заключающийся в поочередной подаче управляющих импульсов на тиристоры, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и функциональных возможностей, управляющие импульсы формируют в виде пакетов длительностью не более 1/6 периода питающего напряжения, а количество импульсов в пакете регулируют от одного до значения, численно равноro

1/12 отношения периода питающего напряжения к допустимому времени восстановления тиристора, причем параметры коммутирующих конденсаторов и дросселей выбирают из условия равенства частоты указанного резонансного контура обратной величины удвоенного времени восстановления тиристора.

5 15453 енной входной части преобразователя и соответствует одному импульму в пакете на графиках фиг, 1а.

Минимальная высота, выходного тока соответствует числу импульсов в паке5 те n = Т/6Т, так как при более высокой частоте следования импульсов управления подача сигналов на открытие тиристора произойдет в момент, когда предыдущий тиристор еще открыт, и он не откроется, С учетом этого условия получаем Г <, д„= 1/2i

Блок-схема схемы управления (фиг.4) включает в себя синхронизирующий 15 трансформатор 15, к вторичным обмоткам которого подключены нуль-органы

16-18, своими вьгходами подсоединенные к дешифратору 19 (интегрального исполнения) ° Выходы дешифратора подклю- 20 чены к входам узлов 20-22 формирования импульсов управления, которые выполнены идентичными, Узел 20 формирования содержит логический элемент 2И-НЕ

23 с выходными дифференцирующими це- 25 почками 24, 25 и 26, 27, счетчик 28, триггер 29 на выходе счетчика, два логических элемента 2 ИЛИ ИЕ,ЗО и 31, два формирователя 32 и 33 импульсов и задающий генератор 34, Схема рабо- 30 тает следующим образом.

Нуль-органы 16-18 формируют прямо.— угольные напряжения U s, U<г и U

В результате на выходе деши<Ъратора

19 появляются тоже прямоугольные напряжения 11«<г, U<„,, которые равны нулю или единице, если соответственно 40

П<ь 13 П<< — U

Uï П<8 1т

U« =1; П<ь U<8 =0 или U,ä =0;

U

U<8 =1; U

U,

Появление на выходах дешифратора

19 (входа узлов формирования импульсов 20, 21 и 22) напряжения, равного нулю, приводит к появлению на выходах 50 узлов 20-22 пакетов импульсов напряжения. Происходит это следующим образом. Снимается сигнал установки счетчика 28 и триггер 29 устанавливается в состояние "1" и "0". Вторым 55

07 6 импульсом (после появления низкого потенциала) счетчик 28 перебрасывается в "0", вызывая переключение триггера 29 (см, напряжение U< ) . При этом на входах. блоков 32 и 33 соответственно формируются управляющие сигналы Ueq

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1545307

1545307

/лрлагмн Я

Фиг.

Составитель Г,Мыцык

P едак тор С . Патрушева Техр ед А. Кпав чу к

Корректор N, Кучерявая с

Заказ 496 Тираж 491 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

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