БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ИНДУКЦИОННОЙ УСТАНОВКОЙ ПОВЫШЕННОЙ ЧАСТОТЫ

Устройство относится к области электротехники и предназначено для управления индукционными установками, используемыми в электротермии.
Прототипом предлагаемого устройства является система для управления режимом работы индукционной установки повышенной частоты, содержащая преобразователь частоты, подключенный силовым входом к трехфазной сети промышленной частоты, а силовым выходом переменного тока выходной частоты - к индуктору, содержит подключенный к первому сигнальному входу блок управления напряжением на индукторе, вход которого подключен к выходу датчика тока, соединенного силовыми входами с выводами преобразователя частоты и индуктора, и датчик напряжения, подключенный к выводам преобразователя частоты, содержит второй сигнальный вход, входящий в контур обратной связи по частоте, управляемым задающим генератором, задатчик частоты, сумматор, элемент сравнения и задатчик напряжения, подключенным выходом к суммирующему входу элемента сравнения, вычитающим входом - к выходу датчика напряжения, а выходом - к первому входу сумматора, соединенного вторым входом - с выходом задатчика частоты, а выходом - с входом управляемого задающего генератора. (патент РФ №173607).
Недостатком данного устройства является то, что согласование нагрузки и преобразователя частоты осуществляется по контуру обратной связи по частоте с пониженным быстродействием, обусловленным временем перестройки задающего генератора, что приводит к повышенным потерям в преобразователе при быстрых изменениях параметров индуктора.
Техническая задача, решаемая предлагаемым устройством, состоит в повышенном быстродействии согласования нагрузки с преобразователем частоты индукционной установки за счет оперативного изменения момента коммутации в схеме инвертора преобразователя частоты на периоде выходного напряжения.
Технический эффект, заключающийся в обеспечении повышенной надежности преобразователя частоты индукционной установки, достигается тем, что известное устройство для управления индукционной установкой повышенной частоты, содержащее преобразователь частоты, соединенный силовыми входами с трехфазной сетью переменного тока, а силовыми выходами переменного тока выходной частоты - с индуктором, подключенный к первому сигнальному входу преобразователя частоты блок управления напряжением на индукторе, вход которого подключен к выходу датчика тока, соединенного силовыми входами с выходами преобразователя частоты и индуктора, и датчик напряжения, подключенный к выходам преобразователя частоты, задатчик напряжения, подключенный к первому входу элемента сравнения, согласно полезной модели, снабжено интегратором, вход сброса которого подключен к нуль-детектору, подсоединенному параллельно датчику напряжения, компаратором, первым входом подключенным к выходу элемента сравнения, вторым входом - к выходу интегратора, выход компаратора подключен ко второму входу преобразователя частоты.
Устройство поясняется рисунком, где изображена функциональная схема системы для управления индукционной установкой повышенной частоты.
Устройство для управления индукционной установкой повышенной частоты содержит преобразователь частоты 1, соединенный силовыми входами к трехфазной сети промышленной частоты, а силовыми выходами переменного тока выходной частоты - к индуктору 2, подключенный к первому сигнальному входу преобразователя частоты блок управления напряжением на индукторе 3, вход которого подключен к выходу датчика тока 4, соединенного силовыми входами с выходами преобразователя частоты 1 и индуктора 2, датчик напряжения 5, подключенный к выводам преобразователя частоты, второй сигнальный вход управления частотой преобразователя, входящего в контур обратной связи по частоте, куда входят элемент сравнения 9 и задатчик напряжения 10, задатчик усиления 7, интегратор 8, компаратор 6, нуль-детектор 11. Задатчик усиления 7 подключен к входу интегратора, а вход сброса интегратора подсоединен к нуль-детектору 11, подключенного параллельно датчику напряжения 5. Компаратор 6 своим выходом подключен ко второму входу преобразователя частоты 1, своим первым входом к выходу элемента сравнения 9, а вторым - к выходу интегратора 8.
Устройство работает следующим образом. Преобразователь частоты 1 генерирует на своем выходе переменное напряжение повышенной частоты, прикладываемое к индуктору 2. Блок управления напряжением БУН 3 задает выходное напряжение преобразователя частоты 1 для стабилизации тока индуктора, измеряемого датчиком тока ДТ 4.
Чтобы в загрузке индуктора выделялась номинальная мощность необходимо, чтобы параметры индуктора были согласованы с параметрами преобразователя частоты.
Контур обратной связи по частоте по сигналу рассогласования элемента сравнения 9 обеспечивает коррекцию частоты преобразователя частоты 1, в зависимости от изменения параметров индуктора. Задатчик усиления 7 своим постоянным уровнем обеспечивает необходимый наклон пилообразного сигнала на выходе интегратора 8. Сброс интегратора 8 происходит при переходе выходного напряжения преобразователя частоты 1 через нуль по сигналу формируемому нуль-детектором 11. Компаратор 6 производит сравнение пилообразного сигнала с выхода интегратора с выходным сигналом элемента сравнения 9 и выдает перепад сигнала с одного логического уровня на другой, по фронту которого в преобразователе частоты 1 производится переключение ключей инвертора. Коррекция частоты преобразователя будет происходить до тех пор, пока на выходе элемента сравнения 9 будет иметь место сигнал рассогласования отличный от нуля. Система регулирования автоматически скорректирует частоту преобразователя и обеспечит условие полного согласования.
Таким образом, предлагаемая схема обеспечивает автоматическое согласование параметров индуктора и преобразователя частоты с повышенным быстродействием. Быстродействие обеспечивается за счет оперативного изменения момента коммутации в схеме инвертора преобразователя частоты на периоде выходного напряжения.