СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ


RU (11) 2020711 (13) C1

(51) 5 H02M5/458 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5031329/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.01.23 
(45) Опубликовано: 1994.09.30 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Патент Японии N 3.1-24353, кл. H 05B 6/12, 1989. 2. Патент Японии N 3.62-38386, кл. H 05B 6/12, 1987. 
(71) Заявитель(и): Научно-исследовательский центр промышленной электроники и электротехнологии 
(72) Автор(ы): Силкин Е.М.; Мизин Г.В.; Пахалин А.И.; Трифонов С.Ф.; Силкина В.Н. 
(73) Патентообладатель(и): Силкин Евгений Михайлович; Мизин Геннадий Васильевич; Пахалин Анатолий Иванович; Трифонов Сергей Федорович; Силкина Валентина Николаевна 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ 

Использование: в транзисторных источниках питания для установок индукционного нагрева. Устройство содержит однофазный выпрямитель и инвертор на транзисторе. Импульсы управления транзисторами модулируют по уровню в функции огибающей выпрямленного входного напряжения. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в транзисторах источника питания для установок индукционного нагрева.

Известен способ управления транзисторами преобразователя частоты, содержащего однофазный выпрямитель и транзисторный инвертор [1], заключающийся в формировании и подаче импульсов управления на транзисторы инвертора, измерении напряжения на конденсаторе фильтра выпрямителя и снятии импульсов управления при снижении напряжения на конденсаторе фильтра ниже заданного уровня.

Недостатком способа управления является снижение КПД преобразователя за счет исключения интервалов непроводящего состояния транзистора в периоде переменного напряжения питания и повышенной загрузки транзистора по этой причине на интервалах проводимости.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ управления транзисторами преобразователя частоты, содержащего однофазный выпрямитель и транзисторный инвертор [2].

Способ управления транзисторами преобразователя частоты заключается в формировании и подаче импульсов управления на транзисторы инвертора.

Недостатком прототипа является низкий КПД преобразователя за счет повышенных потерь в контурах управления транзисторами на периоде переменного напряжения питания.

Цель изобретения - повышение КПД преобразователя частоты, содержащего однофазный выпрямитель и транзисторный инвертор.

Это достигается тем, что в способе управления транзисторами преобразователя частоты, содержащего однофазный выпрямитель и транзисторный инвертор, заключающемся в формировании и подаче импульсов управления на транзисторы инвертора, измеряют напряжение на входе выпрямителя, выпрямляют измеренное напряжение, выпрямленное напряжение фильтруют, импульсы управления транзисторами модулируют по уровню в функции огибающей выпрямленного напряжения.

На фиг. 1 приведена схема устройства для реализации способа управления; на фиг. 2 - диаграммы токов и напряжений элементов устройства, поясняющие сущность заявляемого способа управления.

Устройство для реализации способа управления содержит однофазный выпрямитель на диодах 1-4 и инвертор на транзисторе 5, зашунтированном коммутирующим конденсатором 6 и встречным диодом 7, подключенный к выходным выводам выпрямителя через цепь нагрузки 8 и фильтр на конденсаторе 9 и магнитосвязанных дросселях 10,11, трансформатор 12, подключенный к выходным выводам выпрямителя, выпрямитель на диодах 13-16, входные выводы которого подключены к выводам вторичной обмотки трансформатора, а выходные выводы зашунтированы конденсатором фильтра 17 и последовательной цепью из активного сопротивления 18, первичной обмотки импульсного трансформатора 19 и управляющего транзистора 20, вторичная обмотка импульсного трансформатора соединена с управляющим электродом транзистора, блок 21 управления транзистором, выход которого соединен с электродом управления управляющего транзистора.

Способ управления транзисторами преобразователя частоты, содержащего однофазный выпрямитель и транзисторный инвертор, реализуется следующими действиями. Формируют импульсы управления транзисторами. Подают импульсы управления на транзисторы инвертора с заданной частотой. Измеряют напряжение на входе выпрямителя преобразователя частоты. Измеренное переменное напряжение выпрямляют, выпрямленное напряжение фильтруют. Импульсы управления транзисторами модулируют по уровню в функции огибающей выпрямленного и отфильтрованного напряжения.

Устройство для реализации способа управления работает следующим образом.

Блок 21 управления формирует импульсы управления заданной длительности и частоты. Трансформатор 12 измеряет напряжение на входе выпрямителя преобразователя на диодах 1-4. Напряжение вторичной обмотки трансформатора 12 выпрямляется выпрямителем на диодах 13-16 и фильтруется конденсатором 17. Напряжение с конденсатора 17 подается на последовательную цепь из резистора 18, первичной обмотки импульсного трансформатора 19 и управляющего транзистора 20. При отпирании транзистора 20 формируется импульс тока управления транзистором 5. Уровень импульса тока управления зависит от уровня выпрямленного напряжения на конденсаторе фильтра 17 и изменяется по огибающей выпрямленного напряжения. Отпирание транзистора 20 осуществляется импульсами управления блока 21 управления.

Конденсатор фильтра 17 обеспечивает поддержание напряжения питания цепи из элементов 18,19,20 на минимальном уровне в интервалах снижения выпрямленного напряжения. Полного снятия импульсов управления не производится. На первой диаграмме изображено напряжение на вторичной обмотке трансформатора 12, на второй - напряжение на конденсаторе 17, на третьей - огибающая импульсов тока управления транзистором инвертора 5.

Блок управления 21 содержит задающий генератор и формирователь импульсов управления.

По сравнению с прототипом преобразователь частоты при управлении по заявляемому способу имеет КПД на 1,5-2,0% выше (для преобразователей на мощность в единицы киловатт). Это обеспечивается минимизацией потерь в контурах управления транзисторами инвертора. По заявляемому способу амплитуда импульсов тока управления транзисторами инвертора изменяется пропорционально выходному току преобразователя частоты.

Повышается также надежность работы преобразователя частоты, содержащего однофазный выпрямитель и транзисторный инвертор. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ, содержащим однофазный выпрямитель и транзисторный инвертор, заключающийся в формировании и подаче импульсов управления на транзисторы инвертора, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД преобразователя, измеряют напряжение на входе выпрямителя, выпрямляют измеренное напряжение, выпрямленное напряжение фильтруют, импульсы управления транзисторами модулируют по уровню в функции огибающей выпрямленного напряжения.