RU56741U1

RU56741U1 - AC CONVERTER FOR INDUCTOR POWER SUPPLY

Info

Publication number: RU56741U1
Application number: RU2006107275/22U
Authority: RU
Inventors: Валерий Дмитриевич Семенов; Сергей Александрович Рябков; Евгений Алексеевич Левашов; Валерий Викторович Русанов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Термит" (ООО "НПФ "Термит")
Priority date: 2006-03-09
Filing date: 2006-03-09
Publication date: 2006-09-10

Abstract

Полезная модель относится к преобразовательной технике и может быть использована в качестве источника питания для электротехнологических установок, например при производстве авторемонтных работ с использованием нескольких сменных индукторов. Преобразователь содержит сетевой выпрямитель, фильтр, два однофазных мостовых транзисторных инвертора с обратными диодами, имеющими силовой вход, силовой выход, а также первый и второй управляющие входы; два трансформатора; два разделительных конденсатора, резонансный конденсатор колебательного контура; датчик тока; индуктор и систему управления. При этом силовые входы инверторов подключены к выходу фильтра. Силовые выходы первого и второго инверторов подключены соответственно к первичным обмоткам трансформаторов через первый и второй разделительные конденсаторы. Вторичные обмотки трансформаторов соединены согласно и последовательно с резонансным конденсатором колебательного контура, индуктором и датчиком тока, выход которого подключен к информационному входу системы управления. При этом второй управляющий вход первого инвертора связан со вторым управляющим выходом системы управления. Первые управляющие входы первого и второго инверторов объединены и подключены к первому управляющему выходу системы управления, а второй управляющий вход второго инвертора подключен к третьему управляющему выходу системы управления. Кроме того, система управления имеет два задающих входа и один информационный вход, образованный выходом датчика тока и входом согласующего звена и звена обратной связи. Технический результат заключается в расширении диапазона регулирования мощности нагрузки при использовании сменных индукторов без завышения габаритной мощности транзисторов.The invention relates to a conversion technique and can be used as a power source for electrical installations, for example, in the manufacture of auto repair work using several replaceable inductors. The converter contains a network rectifier, a filter, two single-phase bridge transistor inverters with reverse diodes having a power input, a power output, and also the first and second control inputs; two transformers; two isolation capacitors, a resonant capacitor of the oscillatory circuit; current sensor; inductor and control system. In this case, the power inputs of the inverters are connected to the output of the filter. The power outputs of the first and second inverters are connected respectively to the primary windings of the transformers through the first and second isolation capacitors. The secondary windings of the transformers are connected according to and in series with a resonant capacitor of the oscillatory circuit, an inductor and a current sensor, the output of which is connected to the information input of the control system. In this case, the second control input of the first inverter is connected to the second control output of the control system. The first control inputs of the first and second inverters are combined and connected to the first control output of the control system, and the second control input of the second inverter is connected to the third control output of the control system. In addition, the control system has two master inputs and one information input, formed by the output of the current sensor and the input of the matching link and feedback link. The technical result consists in expanding the range of regulation of the load power when using replaceable inductors without overstating the overall power of the transistors.

Description

Полезная модель относится к преобразовательной технике и может быть использована в качестве источника питания для электротехнологических установок, например при производстве авторемонтных работ с использованием нескольких сменных индукторов.The invention relates to a conversion technique and can be used as a power source for electrical installations, for example, in the manufacture of auto repair work using several replaceable inductors.

Известен преобразователь переменного тока, выполненный в виде двух инверторных мостов со встречно-параллельными диодами и удвоением частоты, соединенных параллельно и работающих на общую нагрузку, [1. Тиристорные преобразователи частоты для индукционного нагрева металлов. Труды УАИ, вып.48, 1973. с.5-20.]. Этот преобразователь позволяет регулировать выходную мощность источника питания повышенной частоты в зависимости от изменения параметров нагрузки, путем введения фазового сдвига одного инвертора относительно другого.Known AC converter, made in the form of two inverter bridges with counter-parallel diodes and frequency doubling, connected in parallel and working on a common load, [1. Thyristor frequency converters for induction heating of metals. Proceedings of the AIM, issue 48, 1973. p.5-20.]. This converter allows you to adjust the output power of a high frequency power source depending on changes in load parameters by introducing a phase shift of one inverter relative to another.

Недостатком этого преобразователя является то, что параметры колебательного контура плохо согласуются с нагрузкой, изменяющейся в широких пределах, а инверторы при этом загружены неравномерно.The disadvantage of this converter is that the parameters of the oscillatory circuit are not in good agreement with the load, which varies over a wide range, while the inverters are not uniformly loaded.

Известен преобразователь переменного тока для питания индуктора [2. RU, патент №2040105, МПК 6 Н 02 М 7/5387, опубликован 1995.07.20], содержащий сетевой выпрямитель, фильтр, транзисторный инвертор, входом подключенный к сетевому выпрямителю, а выходом - к инвертору; и блок управления, выходные выводы которого соединены с управляющими входами транзисторов, а входные (синхронизирующие) входы блока управления образованы датчиками напряжения, подключенными к коллекторам транзисторов одноименной группы. Этот преобразователь позволяет регулировать выходную мощность за счет введения паузы в алгоритм работы транзисторов.Known AC Converter for powering the inductor [2. RU, patent No. 2040105, IPC 6 N 02 M 7/5387, published 1995.07.20], comprising a network rectifier, a filter, a transistor inverter, connected to a network rectifier with an input, and an output to an inverter; and a control unit, the output terminals of which are connected to the control inputs of the transistors, and the input (synchronizing) inputs of the control unit are formed by voltage sensors connected to the collectors of transistors of the same group. This converter allows you to adjust the output power by introducing a pause in the algorithm of operation of transistors.

Недостатком этого преобразователя является то, что он не обеспечивает необходимого диапазона регулирования мощности в индукторе, что особенно The disadvantage of this converter is that it does not provide the required range of power regulation in the inductor, which is especially

важно при использовании нескольких сменных индукторов с различными параметрами (индуктивность индуктора L_и, сопротивление нагрузки R_н, добротность колебательного контура Q). Кроме того, величина напряжения на транзисторах инвертора определяется добротностью Q колебательного контура (сменного индуктора) и чем выше эта добротность, тем выше будет рабочее напряжение транзисторов, и тем выше будет их габаритная мощность, а значит и стоимость.it is important when using several replaceable inductors with different parameters (inductor inductance L _and , load resistance R _n , quality factor of the oscillating circuit Q). In addition, the voltage value at the inverter transistors is determined by the Q factor of the oscillating circuit (replaceable inductor) and the higher this Q factor, the higher the operating voltage of the transistors, and the higher their overall power, and hence the cost.

Наиболее близким по технической сути к заявляемой полезной модели является преобразователь переменного тока для питания индуктора [3. RU, патент №2031534, МПК 6 Н 02 М 5/45, опубликован 1995.03.20], взятый за прототип. Этот преобразователь переменного тока содержит выпрямитель с фильтром, мостовой однофазный транзисторный инвертор с индуктором в диагонали переменного тока. При этом транзисторы инвертора зашунтированы конденсаторами и встречными диодами. Кроме того, преобразователь содержит блок управления, включающий последовательно соединенные задающий генератор, триггер со счетным входом, при этом прямой и инверсный выходы триггера соединены с первыми входами двух логических элементов «И», а выходы элементов «И» подключены к управляющим электродам транзисторов через выходные каскады. Блок управления содержит также соединенные с задающим генератором, логический элемент «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ», логический элемент «НЕ», постоянный и переменный резисторы и конденсатор. При этом вторые входы логического элемента «И» соединены с выходом логического элемента «НЕ», а между первым и вторым входами элемента «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» включена последовательная цепь из постоянного и переменного резисторов, второй вход элемента «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» соединен с корпусом блока управления через конденсатор.The closest in technical essence to the claimed utility model is an AC converter for powering the inductor [3. RU, patent No. 2031534, IPC 6 H 02 M 5/45, published 1995.03.20], taken as a prototype. This AC converter contains a rectifier with a filter, a bridge single-phase transistor inverter with an inductor in the diagonal of the alternating current. In this case, the inverter transistors are shunted by capacitors and counter diodes. In addition, the converter contains a control unit, which includes a serially connected master oscillator, a trigger with a counting input, while the direct and inverse outputs of the trigger are connected to the first inputs of two logical elements "And", and the outputs of the elements "And" are connected to the control electrodes of the transistors through the output cascades. The control unit also contains connected to the master oscillator, the logic element “EXCLUSIVE OR”, the logic element “NOT”, constant and variable resistors and capacitor. In this case, the second inputs of the logic element “AND” are connected to the output of the logic element “NOT”, and between the first and second inputs of the element “EXCLUSIVE OR” a serial circuit of constant and variable resistors is connected, the second input of the element “EXCLUSIVE OR” is connected to the control unit case through the capacitor.

Известный преобразователь (прототип) позволяет расширить диапазон регулирования выходных электрических параметров для питания индуктора The known Converter (prototype) allows you to expand the control range of the output electrical parameters for powering the inductor

за счет реализации блока управления, путем введения в него новых элементов и связей.due to the implementation of the control unit, by introducing new elements and connections into it.

Недостатком прототипа является то, что он не обеспечивает необходимого изменения диапазона мощности в индукторе, особенно при использовании нескольких сменных индукторов, когда их параметры изменяются в широких пределах. Кроме того, габаритная мощность преобразователя увеличена в Q раз из-за того, что элементы колебательного контура (емкость резонансного конденсатора и индуктивность индуктора) включены соответственно на входе и выходе преобразователя. Величина добротности Q сменного индуктора может достигать значений 2÷10, что увеличивает ток транзисторов, а значит и их габаритную мощность в Q раз и как следствие увеличивает стоимость транзисторов преобразователя.The disadvantage of the prototype is that it does not provide the necessary changes in the power range in the inductor, especially when using several replaceable inductors, when their parameters vary widely. In addition, the overall power of the converter is increased by a factor of Q due to the fact that the elements of the oscillatory circuit (the capacitance of the resonant capacitor and inductance of the inductor) are included respectively at the input and output of the converter. The quality factor Q of a replaceable inductor can reach values of 2 ÷ 10, which increases the current of transistors, and hence their overall power by a factor of Q, and as a result increases the cost of transistors of the converter.

Задачей полезной модели является создание преобразователя переменного тока, работающего на индуктор, параметры которого изменяются в широких пределах.The objective of the utility model is to create an AC converter operating on an inductor, the parameters of which vary widely.

При решении этой задачи достигается технический результат, заключающийся в расширении диапазона регулирования мощности нагрузки без завышения габаритной мощности транзисторов при использовании сменных индукторов.When solving this problem, a technical result is achieved, consisting in expanding the range of regulation of the load power without overestimating the overall power of the transistors when using replaceable inductors.

Для достижения технического результата полезная модель, как и прототип, содержит сетевой выпрямитель, фильтр, однофазный мостовой транзисторный инвертор с обратными диодами (первый инвертор), имеющий силовой вход, силовой выход и первый управляющий вход; индуктор и систему управления, имеющую первый задающий вход и первый управляющий выход, связанный с первым управляющим входом однофазного мостового транзисторного инвертора. При этом силовой вход выпрямителя соединен с зажимами сети переменного напряжения, а его выход подключен к входу фильтра, выход которого подключен к силовому входу первого инвертора.To achieve a technical result, the utility model, like the prototype, contains a network rectifier, a filter, a single-phase bridge transistor inverter with reverse diodes (first inverter) having a power input, a power output and a first control input; an inductor and a control system having a first drive input and a first control output coupled to a first control input of a single-phase bridge transistor inverter. In this case, the power input of the rectifier is connected to the terminals of the AC voltage network, and its output is connected to the input of the filter, the output of which is connected to the power input of the first inverter.

В отличие от прототипа преобразователь переменного тока, заявляемый в качестве полезной модели, дополнительно содержит второй однофазный In contrast to the prototype, the AC converter, claimed as a utility model, further comprises a second single-phase

мостовой транзисторный инвертор с обратными диодами (второй инвертор), имеющий силовой вход, силовой выход, первый и второй управляющие входы. Преобразователь также содержит первый и второй трансформаторы с первичной и вторичной обмотками; первый и второй разделительный конденсаторы; резонансный конденсатор колебательного контура, датчик тока. При этом силовой вход второго инвертора подключен к выходу фильтра. Силовые выходы первого и второго инверторов подключены соответственно к первичным обмоткам первого и второго трансформаторов через первый и второй разделительные конденсаторы. Вторичные обмотки первого и второго трансформаторов соединены согласно и последовательно с резонансным конденсатором колебательного контура, индуктором и датчиком тока, выход которого подключен к информационному входу системы управления. При этом первый инвертор дополнительно снабжен вторым управляющим входом, связанным со вторым управляющим выходом системы управления. Первые управляющие входы первого и второго инверторов объединены и подключены к первому управляющему выходу системы управления, а второй управляющий вход второго инвертора подключен к третьему управляющему выходу системы управления.bridge transistor inverter with reverse diodes (second inverter) having a power input, power output, first and second control inputs. The converter also contains first and second transformers with primary and secondary windings; first and second isolation capacitors; resonant oscillator capacitor, current sensor. In this case, the power input of the second inverter is connected to the output of the filter. The power outputs of the first and second inverters are connected respectively to the primary windings of the first and second transformers through the first and second isolation capacitors. The secondary windings of the first and second transformers are connected according to and in series with the resonant capacitor of the oscillating circuit, an inductor and a current sensor, the output of which is connected to the information input of the control system. In this case, the first inverter is additionally equipped with a second control input connected to the second control output of the control system. The first control inputs of the first and second inverters are combined and connected to the first control output of the control system, and the second control input of the second inverter is connected to the third control output of the control system.

Кроме того, система управления содержит фазовый детектор, имеющий первый и второй входы, фильтр фазового детектора, сумматор с первым и вторым входами и выходом, генератор управляемый напряжением; синхронизированный генератор, первое и второе фазосдвигающие устройства, имеющие первый и второй входы соответственно. При этом выход первого фазосдвигающего устройства образует второй выход системы управления, а выход второго фазосдвигающего устройства образует третий выход системы управления. Система управления содержит также устройство сравнения с первым и вторым входами и одним выходом; усилительно-корректирующее звено и звено обратной связи, вход которого подключен к информационному входу системы управления, а выход подключен к первому входу устройства сравнения, второй вход которого образует первый задающий вход системы In addition, the control system includes a phase detector having first and second inputs, a phase detector filter, an adder with first and second inputs and output, a voltage controlled oscillator; a synchronized generator, the first and second phase-shifting devices having first and second inputs, respectively. The output of the first phase-shifting device forms the second output of the control system, and the output of the second phase-shifting device forms the third output of the control system. The control system also includes a device for comparing with the first and second inputs and one output; amplifying and correcting link and feedback link, the input of which is connected to the information input of the control system, and the output is connected to the first input of the comparison device, the second input of which forms the first driving input of the system

управления, а выход устройства сравнения подключен к входу усилительно-корректирующего звена, выходом подключенного к объединенным вторым входам первого и второго фазосдвигающих устройств. При этом выход фазового детектора соединен с входом фильтра фазового детектора, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого образует второй задающий вход системы управления, а его выход подключен к входу генератора управляемого напряжением, выход которого, в свою очередь, подключен к синхронизированному генератору, выход которого соединен с первыми входами первого и второго фазосдвигающих устройств и первым входом фазового детектора и образует первый выход системы управления. При этом ко второму входу фазового детектора подключен выход согласующего звена, вход которого образует информационный вход системы управления.control, and the output of the comparison device is connected to the input of the amplifier-corrective link, the output connected to the combined second inputs of the first and second phase-shifting devices. In this case, the output of the phase detector is connected to the input of the filter of the phase detector, the output of which is connected to the first input of the adder, the second input of which forms the second master input of the control system, and its output is connected to the input of the voltage-controlled generator, the output of which, in turn, is connected to the synchronized a generator whose output is connected to the first inputs of the first and second phase-shifting devices and the first input of the phase detector and forms the first output of the control system. In this case, the output of the matching link is connected to the second input of the phase detector, the input of which forms the information input of the control system.

Кроме того, первое фазосдвигающее устройство содержит генератор пилообразного нарастающего напряжения, выходом подключенный к инвертирующему входу компаратора, выход которого соединен с первым входом логического элемента «Сумма по модулю 2», второй вход которого соединен с входом генератора пилообразного напряжения с линейно нарастающим напряжением. При этом вход генератора пилообразного напряжения образует первый вход фазосдвигающего устройства, а второй (неинвертирующий) вход компаратора образует второй вход фазосдвигающего устройства. Противотактный выход фазосдвигающего устройства образован выходом логического элемента «Сумма по модулю 2» и его инверсией, полученной с помощью логического элемента «НЕ».In addition, the first phase-shifting device contains a sawtooth rising voltage generator, connected to the inverting input of the comparator by the output, the output of which is connected to the first input of the “Sum modulo 2” logic element, the second input of which is connected to the input of the ramp voltage generator with linearly increasing voltage. The input of the sawtooth voltage generator forms the first input of the phase-shifting device, and the second (non-inverting) input of the comparator forms the second input of the phase-shifting device. The counter-phase output of the phase-shifting device is formed by the output of the “Sum modulo 2” logic element and its inversion obtained using the “NOT” logical element.

Кроме того, второе фазосдвигающее устройство выполнено аналогично первому фазосдвигающему устройству. Отличительной его особенностью является генератор пилообразного напряжения, с линейно падающим напряжением. При этом сдвиг фаз управляющих импульсов будет осуществляться в сторону опережения на угол β, относительно напряжения синхронизированного генератора.In addition, the second phase-shifting device is made similar to the first phase-shifting device. Its distinctive feature is a sawtooth voltage generator, with a linearly falling voltage. In this case, the phase shift of the control pulses will be carried out in the direction of leading by an angle β, relative to the voltage of the synchronized generator.

Совокупность существенных признаков преобразователя переменного тока для питания индуктора, заявляемого в качестве полезной модели, не известна заявителю из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» полезной модели.The set of essential features of an AC converter for powering an inductor, claimed as a utility model, is not known to the applicant from the prior art, which allows us to conclude that the criterion of "novelty" of the utility model is met.

Отличительные признаки полезной модели в совокупности с известными признаками обеспечивают технический результат, заключающийся в расширении диапазона регулирования мощности нагрузки при использовании сменных индукторов без завышения габаритной мощности транзисторов. Это достигается введением второго инвертора 6 и двух согласующих трансформаторов 7 и 8 с разделительными конденсаторами 13, 14, а также наличием двух управляющих входов в первом 3 и втором 6 инверторах, что позволяет осуществить регулирование напряжения на нагрузке при фазовом сдвиге управляющих сигналов вторых входов инверторов относительно первых. Фазовые сдвиги обеспечиваются введенными первым 22 и вторым 23 фазосдвигающими устройствами. При чем фазовый сдвиг осуществляется на частоте, близкой к частоте резонансного контура, что обеспечивается подстройкой частоты управляющих импульсов с помощью введенного фазового детектора 17. При этом входное напряжение колебательного контура, снимаемое с вторичных обмоток 11, 12 трансформаторов 7, 8, плавно изменяется, примерно, в пределах от 5 до 100%, обеспечивая тем самым регулирование тока индуктора при широком изменении его параметров. При этом через преобразователь проходит только активная мощность нагрузки, т.к. реактивная мощность нагрузки скомпенсирована введенным резонансным конденсатором 15, установленным на вторичной стороне трансформаторов 7, 8. Это позволяет уменьшить габаритную мощность транзисторов преобразователя.Distinctive features of the utility model in combination with the known features provide a technical result, which consists in expanding the range of regulation of the load power when using replaceable inductors without overstating the overall power of the transistors. This is achieved by introducing a second inverter 6 and two matching transformers 7 and 8 with isolation capacitors 13, 14, as well as the presence of two control inputs in the first 3 and second 6 inverters, which makes it possible to regulate the voltage at the load during a phase shift of the control signals of the second inverters inputs relative to first. Phase shifts are provided by the introduced first 22 and second 23 phase-shifting devices. Moreover, the phase shift is carried out at a frequency close to the frequency of the resonant circuit, which is provided by adjusting the frequency of the control pulses using the introduced phase detector 17. In this case, the input voltage of the oscillating circuit removed from the secondary windings 11, 12 of transformers 7, 8 changes smoothly, approximately , in the range from 5 to 100%, thereby ensuring regulation of the inductor current with a wide change in its parameters. In this case, only the active load power passes through the converter, because load reactive power is compensated by the introduced resonant capacitor 15 mounted on the secondary side of the transformers 7, 8. This allows to reduce the overall power of the transistors of the Converter.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена структурно-функциональная схема преобразователя переменного тока для питания индуктора; на фиг.2 показан пример выполнения первого и второго фазосдвигающих устройств 22 и 23; на фиг.3 и 4 приведены временные диаграммы, поясняющие принцип работы фазосдвигающих устройств 22 и 23 The essence of the utility model is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a structural-functional diagram of an AC converter for powering an inductor; figure 2 shows an example implementation of the first and second phase-shifting devices 22 and 23; figure 3 and 4 are timing diagrams explaining the principle of operation of phase-shifting devices 22 and 23

соответственно; на фиг.5 приведены временные диаграммы, поясняющие принцип регулирования выходной мощности преобразователя.respectively; figure 5 shows the timing diagrams explaining the principle of regulating the output power of the Converter.

Преобразователь переменного тока на фиг.1 содержит входной сетевой выпрямитель 1, фильтр 2, однофазный мостовой транзисторный инвертор 3 с обратными диодами (первый инвертор), имеющий силовой вход, силовой выход и первый управляющий вход; индуктор 4 и систему управления 5, имеющую первый задающий вход I_з и первый управляющий выход, связанный с первым управляющим входом однофазного мостового транзисторного инвертора 3. При этом силовой вход выпрямителя 1 соединен с зажимами сети переменного напряжения U_c, а его выход подключен к входу фильтра 2, выход которого подключен к силовому входу первого инвертора 3. Второй однофазный мостовой транзисторный инвертор 6 с обратными диодами (второй инвертор), имеет силовой вход, силовой выход первый и второй управляющие входы. Преобразователь содержит также первый 7 и второй 8 трансформаторы, имеющие первичные 9, 10 и вторичные 11, 12 обмотки соответственно. Кроме того, преобразователь переменного тока содержит первый 13 и второй 14 разделительные конденсаторы; резонансный конденсатор 15 колебательного контура, датчик тока 16. При этом силовой вход второго инвертора 6 подключен к выходу фильтра 2. Силовые выходы первого 3 и второго 6 инверторов подключены соответственно к первичным обмоткам 9, 10 первого 7 и второго 8 трансформаторов через первый 13 и второй 14 разделительные конденсаторы. Вторичные обмотки 11, 12 первого 7 и второго 8 трансформаторов соединены согласно и последовательно с резонансным конденсатором 15 колебательного контура, индуктором 4 и датчиком тока 16, выход которого подключен к информационному входу системы управления 5. При этом первый инвертор 3 дополнительно снабжен вторым управляющим входом, связанным со вторым управляющим выходом системы управления 5. Первые управляющие входы первого 3 и второго 6 инверторов объединены и подключены к первому управляющему выходу системы управления The AC Converter in figure 1 contains an input mains rectifier 1, filter 2, a single-phase bridge transistor inverter 3 with reverse diodes (first inverter) having a power input, a power output and a first control input; an inductor 4 and a control system 5 having a first driving input I _s and a first control output connected to the first control input of a single-phase bridge transistor inverter 3. In this case, the power input of the rectifier 1 is connected to the terminals of the AC voltage network U _c , and its output is connected to the input filter 2, the output of which is connected to the power input of the first inverter 3. The second single-phase bridge transistor inverter 6 with reverse diodes (second inverter) has a power input, a power output, the first and second control inputs. The converter also contains the first 7 and second 8 transformers having primary 9, 10 and secondary 11, 12 windings, respectively. In addition, the AC converter comprises first 13 and second 14 isolation capacitors; the resonant capacitor 15 of the oscillatory circuit, the current sensor 16. In this case, the power input of the second inverter 6 is connected to the output of the filter 2. The power outputs of the first 3 and second 6 inverters are connected respectively to the primary windings 9, 10 of the first 7 and second 8 transformers through the first 13 and second 14 isolation capacitors. The secondary windings 11, 12 of the first 7 and second 8 transformers are connected in series and sequentially with the resonant capacitor 15 of the oscillating circuit, the inductor 4 and the current sensor 16, the output of which is connected to the information input of the control system 5. The first inverter 3 is additionally equipped with a second control input, connected to the second control output of the control system 5. The first control inputs of the first 3 and second 6 inverters are combined and connected to the first control output of the control system

5, а второй управляющий вход второго инвертора 6 подключен к третьему управляющему выходу системы управления 5.5, and the second control input of the second inverter 6 is connected to the third control output of the control system 5.

Кроме того, система управления 5 содержит фазовый детектор 17, имеющий первый и второй входы и выход, фильтр фазового детектора 18; сумматор 19 с первым и вторым входами и выходом, генератор управляемый напряжением 20; синхронизированный генератор 21; первое 22 и второе 23 фазосдвигающие устройства, имеющие первый и второй входы и выход соответственно. При этом выход первого фазосдвигающего устройства 22 образует второй выход системы управления 5, а выход второго фазосдвигающего устройства 23 образует третий выход системы управления 5. Система управления 5 содержит также устройство сравнения 24 с первым и вторым входами и одним выходом; усилительно-корректирующее звено 25 и звено обратной связи 26, вход которого подключен к информационному входу системы управления 5, а выход подключен к первому входу устройства сравнения 24, второй вход устройства сравнения образует первый задающий вход системы управления 5, а его выход подключен к входу усилительно-корректирующего звена 25, выход которого подключен к объединенным вторым входам первого 22 и второго 23 фазосдвигающих устройств. При этом выход фазового детектора 17 соединен с входом фильтра фазового детектора 18, выход которого подключен к первому входу сумматора 19, второй вход которого образует второй задающий вход U_φ0 системы управления 5, а выход сумматора 19 подключен к входу генератора 20 управляемого напряжением, выход которого, в свою очередь, подключен к синхронизированному генератору 21, выход которого соединен с первыми входами первого 22 и второго 23 фазосдвигающих устройств и первым входом фазового детектора 17 и образует первый выход системы управления 5. При этом ко второму входу фазового детектора 17 подключен выход согласующего звена 27, вход которого образует информационный вход системы управления 5.In addition, the control system 5 comprises a phase detector 17 having first and second inputs and an output, a filter of the phase detector 18; an adder 19 with first and second inputs and an output, a voltage controlled oscillator 20; synchronized generator 21; first 22 and second 23 phase shifting devices having first and second inputs and output, respectively. The output of the first phase-shifting device 22 forms the second output of the control system 5, and the output of the second phase-shifting device 23 forms the third output of the control system 5. The control system 5 also includes a comparison device 24 with the first and second inputs and one output; amplifier-corrective link 25 and feedback link 26, the input of which is connected to the information input of the control system 5, and the output is connected to the first input of the comparison device 24, the second input of the comparison device forms the first driving input of the control system 5, and its output is connected to the input amplifyingly - correction link 25, the output of which is connected to the combined second inputs of the first 22 and second 23 phase-shifting devices. The output of the phase detector 17 is connected to the input of the filter of the phase detector 18, the output of which is connected to the first input of the adder 19, the second input of which forms the second drive input U _φ0 of the control system 5, and the output of the adder 19 is connected to the input of the voltage-controlled generator 20, the output of which , in turn, is connected to a synchronized generator 21, the output of which is connected to the first inputs of the first 22 and second 23 phase-shifting devices and the first input of the phase detector 17 and forms the first output of the control system 5. When this to the second input of the phase detector 17 is connected to the output of the matching link 27, the input of which forms the information input of the control system 5.

На фиг.2, 3, 4 использованы следующие обозначения: 28 - генератор пилообразного напряжения, 29 - компаратор, 30 - логический элемент In figure 2, 3, 4, the following notation is used: 28 - sawtooth voltage generator, 29 - comparator, 30 - logic element

«Сумма по модулю 2», 31 - логический элемент «НЕ»; U₂₁ - напряжение на выходе синхронизированного генератора, U₂₅ - напряжение на выходе усилительно-корректирующего звена, U₂₈₍₁₎ - линейно нарастающее напряжение генератора пилообразного напряжения 28; U₂₈₍₂₎ - линейно падающее напряжение генератора пилообразного напряжения 28; U₂₉ - напряжение на выходе компаратора 29; U₃₀ - напряжение на выходе логического элемента 30 «Сумма по модулю 2», U₃₁ - напряжение на выходе логического элемента 31 «НЕ»; α - угол фазового сдвига в сторону отставания фазы, β - угол фазового сдвига в сторону опережения фазы.“Sum modulo 2”, 31 - logical element “NOT”; U ₂₁ is the voltage at the output of the synchronized generator, U ₂₅ is the voltage at the output of the amplifier-correction link, U _{28 (1)} is a linearly increasing voltage of the sawtooth voltage generator 28; U _{28 (2)} is the linearly incident voltage of the sawtooth voltage generator 28; U ₂₉ is the voltage at the output of the comparator 29; U ₃₀ - voltage at the output of logic element 30 "Sum modulo 2", U ₃₁ - voltage at the output of logic element 31 "NOT"; α is the angle of the phase shift in the direction of phase lag, β is the angle of the phase shift in the direction of phase advance.

Фазосдвигающее устройство 22 (фиг.1) выполнено, например, как показано на фиг.2 и содержит генератор пилообразного нарастающего напряжения 28 (фиг.2), выходом подключенный к инвертирующему входу компаратора 29, выход которого соединен с первым входом логического элемента 30 «Сумма по модулю 2», второй вход которого соединен с входом генератора пилообразного напряжения 28 с линейно нарастающим напряжением. При этом вход генератора пилообразного напряжения 28 образует первый вход фазосдвигающего устройства 22, а второй (неинвертирующий) вход компаратора 29 образует второй вход фазосдвигающего устройства 22. Противотактный выход фазосдвигающего устройства 22 образован выходом логического элемента 30 «Сумма по модулю 2» - U₃₀ и его инверсией U₃₁, полученной с помощью логического элемента 31 «НЕ». Фазосдвигающее устройство 23 (фиг.1) выполнено аналогично фазосдвигающему устройству 22, как показано на фиг.2. Отличительной его особенностью является генератор пилообразного напряжения 28 (фиг.2), с линейно падающим напряжением U₂₈₍₂₎, как показано на фиг.4. При этом сдвиг фаз управляющих импульсов будет осуществляться в сторону опережения на угол β, относительно напряжения U₂₁ синхронизированного генератора 21.The phase shifting device 22 (Fig. 1) is made, for example, as shown in Fig. 2 and contains a sawtooth rising voltage generator 28 (Fig. 2), the output connected to the inverting input of the comparator 29, the output of which is connected to the first input of the logic element 30 "Sum modulo 2 ″, the second input of which is connected to the input of the sawtooth voltage generator 28 with a linearly increasing voltage. In this case, the input of the sawtooth voltage generator 28 forms the first input of the phase-shifting device 22, and the second (non-inverting) input of the comparator 29 forms the second input of the phase-shifting device 22. The counter-feedback output of the phase-shifting device 22 is formed by the output of the logic element 30 "Sum modulo 2" - U ₃₀ and its the inversion of U ₃₁ obtained using the logical element 31 "NOT". The phase shifting device 23 (FIG. 1) is made similar to the phase shifting device 22, as shown in FIG. Its distinctive feature is a sawtooth voltage generator 28 (figure 2), with a linearly falling voltage U _{28 (2)} , as shown in figure 4. In this case, the phase shift of the control pulses will be carried out in the direction of advancing by an angle β, relative to the voltage U _{21 of the} synchronized generator 21.

На фиг.5 использованы обозначения: i_и - ток индуктора 4; φ₀ - фазовый сдвиг между управляющим сигналом U₂₁ и током i_и индуктора 4; 3 {К1, К2, К3, К4 - управляющие сигналы на ключах первого инвертора 3; U₁₁ - напряжение Figure 5 used the notation: i _and - the current of the inductor 4; φ ₀ - phase shift between the control signal U ₂₁ and current i _and inductor 4; 3 {K1, K2, K3, K4 - control signals on the keys of the first inverter 3; U ₁₁ - voltage

на вторичной обмотке 11 трансформатора 7; U_m - амплитуда напряжения на вторичной обмотке 11 трансформатора 7; 6 {К1, К2, К3, К4 - управляющие сигналы на ключах второго инвертора 6; U₁₂ - напряжение на вторичной обмотке 12 трансформатора 8; U_(11+12)1 - суммарное напряжение на обмотках 11 и 12 трансформаторов 7 и 8 при α₁ и β₁, указанных на фиг.5; U_(11+12)2 - суммарное напряжение на обмотках 11 и 12 трансформаторов 7 и 8 при α₂ и β₂, указанных на фиг.5.on the secondary winding 11 of the transformer 7; U _m - the amplitude of the voltage on the secondary winding 11 of the transformer 7; 6 {K1, K2, K3, K4 - control signals on the keys of the second inverter 6; U ₁₂ - voltage on the secondary winding 12 of the transformer 8; U _{(11 + 12) 1} - the total voltage on the windings 11 and 12 of the transformers 7 and 8 with α ₁ and β ₁ indicated in figure 5; U _{(11 + 12) 2} - the total voltage on the windings 11 and 12 of the transformers 7 and 8 with α ₂ and β ₂ indicated in figure 5.

Работа преобразователя переменного тока для питания индуктора рассмотрена на конкретном примере, в котором сетевой выпрямитель 1 выполнен по мостовой схеме на вентилях В1-В4; фильтр 2 выполнен в виде Г-образного LC - фильтра. Инверторы 3 и 6 выполнены по классической схеме автономного транзисторного инвертора напряжения с обратными диодами (на фиг.1 условно изображенными в виде ключей К1-К4). Управляющие входы ключей К1 и К2 первого 3 и второго 6 инверторов образуют первые входы инверторов и подключены к первому управляющему выходу системы управления 5. Ключи К1 и К2 обоих инверторов 3 и 6 управляются противотактно импульсной последовательностью, поступающей с первого управляющего выхода системы управления 5. Управляющие входы ключей К3 и К4 обоих инверторов 3 и 6 образуют вторые выходы инверторов 3 и 6. При этом ключи К3 и К4 первого инвертора управляются противотактно импульсной последовательностью, поступающей со второго управляющего выхода системы управления 5, сдвинутой относительно импульсной последовательности первого выхода системы управления 5 на регулируемый угол задержки α. А ключи К3 и К4 второго инвертора управляются противотактно импульсной последовательностью, поступающей с третьего управляющего выхода системы управления 5, сдвинутой относительно импульсной последовательности первого выхода системы управления 5 на регулируемый угол опережения β. Фазовый детектор 17 выполнен по классической схеме синхронного выпрямителя. Фильтр фазового детектора 18 выполнен в виде апериодического звена, определяющего быстродействие фазовой автоподстройки. The operation of the AC converter to power the inductor is considered on a specific example, in which the network rectifier 1 is made according to the bridge circuit on the valves B1-B4; filter 2 is made in the form of an L-shaped LC filter. Inverters 3 and 6 are made according to the classical scheme of an autonomous transistor voltage inverter with reverse diodes (in Fig. 1, conditionally depicted as keys K1-K4). The control inputs of the keys K1 and K2 of the first 3 and second 6 inverters form the first inputs of the inverters and are connected to the first control output of the control system 5. The keys K1 and K2 of both inverters 3 and 6 are controlled by the counter-pulse pulse sequence coming from the first control output of the control system 5. Control the inputs of the keys K3 and K4 of both inverters 3 and 6 form the second outputs of the inverters 3 and 6. In this case, the keys K3 and K4 of the first inverter are controlled by a counter-pulse pulse sequence from the second control its output of the control system 5, shifted relative to the pulse sequence of the first output of the control system 5 by an adjustable delay angle α. And the keys K3 and K4 of the second inverter are controlled by a counter-pulse sequence coming from the third control output of the control system 5, shifted relative to the pulse sequence of the first output of the control system 5 by an adjustable lead angle β. The phase detector 17 is made according to the classical scheme of a synchronous rectifier. The filter of the phase detector 18 is made in the form of an aperiodic link that determines the speed of phase-locked loop.

Сумматор 19 и генератор управляемый напряжением 20 выполнены по классической схеме. Синхронизированный генератор 21 выполнен в виде счетного триггера. Фазосдвигающие устройства 22 и 23 выполнены, например, по схеме, представленной на фиг.2. Устройство сравнения 24 выполнено в виде сумматора с прямым и инверсным входами. Усилительно-корректирующее звено 25 выполнено в виде усилителя постоянного тока и последовательно включенного корректирующего звена, например, апериодического, обеспечивающего необходимый характер переходного процесса при регулировании тока индуктора. Звено обратной связи 26 выполнено, например, в виде детектора амплитуды. Согласующее звено 27 выполнено в виде усилителя переменного тока с ограничением.The adder 19 and the generator controlled by voltage 20 are made according to the classical scheme. The synchronized generator 21 is made in the form of a counting trigger. Phase shifting devices 22 and 23 are made, for example, according to the scheme shown in figure 2. The comparison device 24 is made in the form of an adder with direct and inverse inputs. The amplifying and correcting link 25 is made in the form of a direct current amplifier and a series-connected correcting link, for example, aperiodic, providing the necessary nature of the transition process when regulating the current of the inductor. The feedback link 26 is made, for example, in the form of an amplitude detector. The matching link 27 is made in the form of an AC amplifier with a restriction.

Преобразователь переменного тока для питания индуктора работает следующим образом. Переменное напряжение U_c поступает на вход сетевого выпрямителя 1, выпрямляется, сглаживается и поступает на входы первого 3 и второго 6 инверторов, выходная частота которых зависит от системы управления 5, причем начальная частота задается сигналом U_φ0 на втором задающем входе системы управления 5. Сигнал U_φ0 через сумматор 19 поступает на вход генератора управляемого напряжением (ГУН) 20, на выходе которого возникает частота f₀, которая должна быть выше резонансной частоты f_p колебательного контура, состоящего из резонансного конденсатора 15, индуктора 4 и датчика тока 16. Эта частота f₀ поступает на вход синхронизированного генератора 21, с выхода которого поступает на первые управляющие входы первого инвертора 3 и второго инвертора 6. Одновременно частота f₀ поступает на входы фазосдвигающих устройств (ФСУ) - 22, 23 и на первый вход фазового детектора 17. С выхода ФСУ 22 и 23 сигнал с частотой f₀ поступает на вторые входы инверторов, соответственно с ФСУ 22 - на второй вход первого инвертора 3, а с ФСУ 23 - на второй вход второго инвертора 6. На выходах трансформаторов 7 и 8 первого 3 и второго 6 инверторов формируется прямоугольное напряжение U₁₁ и U₁₂ (фиг.5) соответственно. Эти напряжения, в сумме равные напряжению U_(11+12)1 или U_(11+12)2 (фиг.5), The AC Converter for powering the inductor operates as follows. An alternating voltage U _{c is} supplied to the input of the network rectifier 1, rectified, smoothed, and fed to the inputs of the first 3 and second 6 inverters, the output frequency of which depends on the control system 5, and the initial frequency is set by the signal U _φ0 at the second reference input of the control system 5. The signal U _φ0 through the adder 19 is fed to the input of a voltage controlled oscillator (VCO) 20, at the output of which a frequency f ₀ occurs, which should be higher than the resonant frequency f _{p of the} oscillating circuit, consisting of a resonant capacitor 15, inductor 4 and current sensor 16. This frequency f _{0 is} fed to the input of a synchronized generator 21, from the output of which goes to the first control inputs of the first inverter 3 and second inverter 6. At the same time, the frequency f ₀ goes to the inputs of the phase shifting devices (FSU) - 22, 23 and to the first input of the phase detector 17. From the output of the FSO 22 and 23, the signal with a frequency f ₀ goes to the second inputs of the inverters, respectively, from the FSU 22 to the second input of the first inverter 3, and from the FSU 23 to the second input of the second inverter 6. On outputs of transformers 7 and 8 of the first 3 and second 6 in ertorov formed rectangular voltage U ₁₁ and U ₁₂ (5), respectively. These voltages, in total equal to the voltage U _{(11 + 12) 1} or U _{(11 + 12) 2} (figure 5),

возбуждают в колебательном контуре вынужденные колебания тока, которые через датчик тока 16 и согласующее звено 27 поступают на второй вход фазового детектора 17. Выходной сигнал фазового детектора 17, пропорциональный разности фаз, через фильтр 18 и сумматор 19 воздействует на ГУН-20, изменяя его частоту и фазу так, что частота становится равной резонансной частоте f_p колебательного контура, а фаза тока сдвинута относительно напряжения на величину φ₀ (фиг.5). Таким образом, по рассмотренному контуру происходит подстройка частоты работы инверторов 3 и 6 к частоте колебательного контура - резонансный конденсатор 15, индуктор 4 и датчик тока 16. При изменении параметров индуктора 4, которое происходит под воздействием мощности, температуры или смены самого индуктора 4, частота работы инверторов подстраивается под изменяющуюся частоту контура.stimulated current oscillations in the oscillating circuit, which are fed through the current sensor 16 and matching link 27 to the second input of the phase detector 17. The output signal of the phase detector 17, which is proportional to the phase difference, acts on the VCO-20 through the filter 18 and adder 19, changing its frequency and phase so that the frequency becomes equal to the resonant frequency f _{p of the} oscillatory circuit, and the phase of the current is shifted relative to the voltage by the value of φ ₀ (Fig.5). Thus, according to the considered circuit, the frequency of operation of inverters 3 and 6 is adjusted to the frequency of the oscillating circuit - resonant capacitor 15, inductor 4 and current sensor 16. When changing the parameters of inductor 4, which occurs under the influence of power, temperature or change of inductor 4 itself, the frequency The inverter operation is adjusted to the changing frequency of the circuit.

Дальнейшая работа преобразователя рассмотрена при условии, что частота работы инверторов 3 и 6 совпадает с частотой колебательного контура. Пусть частота синхронизированного генератора 21 совпадает с резонансной частотой колебательного контура, что на фиг.5 представлено временными диаграммами U₂₁ и i_и, причем фаза тока i_и отстает от сигнала U₂₁ на некоторый угол φ₀. Соответственно на ключи К1 и К2 обоих инверторов 3 и 6 поступает противотактный управляющий сигнал 3 {К1, К2 и 6 {К1, К2, а управляющий сигнал на ключи К3 и К4 инвертора 3 определяется противотактным сигналом 3 {К3, К4, который зависит от сигнала U₂₅ (фиг.3) на выходе усилительно-корректирующего звена 25. Если сигнал U₂₅=0, то угол α сдвига фаз равен нулю и ключи инвертора 3 работают по алгоритму: на первом полупериоде замкнуты ключи К1, К3, а на втором - К2, К4. При таком алгоритме замыкания ключей К1-К4 на выходе инвертора 3 выходное напряжение будет равно нулю, а первичная обмотка 9 первого трансформатора 7 будет все время закороченной. Во втором инверторе 6 ключи K1, K2 управляются по сигналу 6 {К1, K2 с противотактного выхода синхронизированного генератора 21. Ключи К3, К4 управляются противотактным сигналом 6 {К3, К4, сдвиг фаз β, которого (фиг.4) зависит также от сигнала U₂₅ с выхода усилительно-корректирующего Further operation of the converter is considered under the condition that the frequency of operation of the inverters 3 and 6 coincides with the frequency of the oscillatory circuit. Let the frequency of the synchronized generator 21 coincide with the resonant frequency of the oscillatory circuit, which is shown in Fig. 5 by time diagrams of U ₂₁ and i _and , moreover, the phase of the current i _and lags from the signal U ₂₁ by some angle φ ₀ . Correspondingly, the keys K1 and K2 of both inverters 3 and 6 receive a counter-control signal 3 {K1, K2 and 6 {K1, K2, and the control signal to the keys K3 and K4 of inverter 3 is determined by the counter-signal 3 (K3, K4, which depends on the signal U ₂₅ (Fig. 3) at the output of the amplifier-correction link 25. If the signal U ₂₅ = 0, then the phase angle α is zero and the inverter 3 keys work according to the algorithm: the keys K1, K3 are closed in the first half-cycle, and the keys K1 and K3 are closed K2, K4. With this algorithm for closing the keys K1-K4 at the output of the inverter 3, the output voltage will be zero, and the primary winding 9 of the first transformer 7 will be shorted all the time. In the second inverter 6, the keys K1, K2 are controlled by the signal 6 {K1, K2 from the counter-output of the synchronized generator 21. The keys K3, K4 are controlled by the counter-signal 6 {K3, K4, phase shift β, which (Fig. 4) also depends on the signal U ₂₅ output amplifier

звена 25. Если сигнал U₂₅=0, то алгоритм работы ключей второго инвертора 6 будет следующим: на первом полупериоде замкнуты ключи К1, К3, а на втором - К2, К4. При этом на выходе инвертора 6 будет выходное напряжение равное нулю, а первичная обмотка 12 второго трансформатора 8 будет все время закорочена. При увеличении сигнала U₂₅ (фиг.3) фазовый сдвиг а противотактных сигналов U₃₀, U₃₁ на выходе первого ФСУ 22 будет увеличиваться в сторону отставания от сигнала U₂₁, синхронизированного генератора 21. При этом алгоритм работы ключей К1-К4 первого инвертора 3 будет изменяться. На первом полупериоде будут одновременно замкнуты ключи K1, K4 в течение α₁ (фиг.5), формируя на выходе трансформатора 7 напряжение, амплитуда которого равна U_m=E·W₂/W₁, где Е - напряжение на входе инвертора, W₁ - число витков первичной обмотки 9, W₂ - число витков вторичной обмотки 11. В оставшуюся часть полупериода будут замкнуты ключи K1, К3 и напряжение на выходе трансформатора 7 будет равно нулю (обмотка 9 закорочена). Во второй полупериод в течение угла сдвига фаз α₁ будут замкнуты ключи К2, К3, формируя на выходе трансформатора 7 (обмотка 11) отрицательное напряжение с амплитудой U_m=Е·W₂/W₁, а в оставшуюся часть второго полупериода будут включены ключи К2, K4 и первичная обмотка 9 опять будет закорочена и напряжение на обмотке 11 будет равно нулю. Изменяя сигнал U₂₅, можно регулировать на полупериоде среднее значение напряжения на обмотке от 0 до U_m, по закону U_cp=U_m·γ, где γ=α₁/π - относительная длительность импульса.link 25. If the signal U ₂₅ = 0, then the algorithm of the keys of the second inverter 6 will be as follows: the keys K1, K3 are closed on the first half-cycle, and K2, K4 on the second half-cycle. At the same time, the output voltage of the inverter 6 will be equal to zero, and the primary winding 12 of the second transformer 8 will be shorted all the time. When the signal U ₂₅ increases (Fig. 3), the phase shift a of the counter-current signals U ₃₀ , U ₃₁ at the output of the first FSU 22 will increase in the direction of the lag from the signal U ₂₁ , the synchronized generator 21. In this case, the algorithm of the keys K1-K4 of the first inverter 3 will change. In the first half-cycle, the keys K1, K4 will be simultaneously closed for α ₁ (Fig. 5), forming a voltage at the output of transformer 7, the amplitude of which is U _m = E · W ₂ / W ₁ , where E is the voltage at the inverter input, W ₁ - the number of turns of the primary winding 9, W ₂ - the number of turns of the secondary winding 11. The keys K1, K3 will be closed for the remainder of the half-period and the voltage at the output of transformer 7 will be zero (winding 9 is shorted). In the second half-period, the keys K2, K3 will be closed during the phase angle α ₁ , forming a negative voltage with an amplitude U _m = Е · W ₂ / W ₁ at the output of the transformer 7 (winding 11), and the keys will be included in the remainder of the second half-period K2, K4 and primary winding 9 will again be shorted and the voltage across winding 11 will be zero. By changing the signal U ₂₅ , it is possible to adjust on a half-cycle the average value of the voltage across the winding from 0 to U _m , according to the law U _cp = U _m · γ, where γ = α ₁ / π is the relative pulse duration.

Аналогичные процессы будут происходить и во втором инверторе 6. При увеличении того же сигнала U₂₅ (фиг.4) фазовый сдвиг (3 противотактных сигналов U₃₀, U₃₁ на выходе второго ФСУ 23 будет увеличиваться в сторону опережения от сигнала U₂₁ синхронизированного генератора 21. При этом алгоритм работы ключей К1-К4 второго инвертора 6 будет изменяться. На первом полупериоде (фиг.5) будут одновременно замкнуты ключи К1, К3, замыкая первичную обмотку 10 трансформатора 8. Соответственно на обмотке 12 напряжение будет равно нулю. В оставшуюся часть β₁ первого полупериода Similar processes will occur in the second inverter 6. With an increase in the same signal U ₂₅ (Fig. 4), the phase shift (3 counter-current signals U ₃₀ , U ₃₁ at the output of the second FSU 23 will increase in advance from the signal U _{21 of the} synchronized generator 21 In this case, the operation algorithm of the keys K1-K4 of the second inverter 6 will be changed. At the first half-cycle (figure 5), the keys K1, K3 will be simultaneously closed, closing the primary winding 10 of the transformer 8. Accordingly, the voltage on the winding 12 will be zero. β ₁ first floor period

будут замкнуты ключи K1, K4, и на вторичной обмотке будет формироваться напряжение, амплитуда которого будет равна U_m=Е·W₂/W₁. Во второй полупериод аналогично, сначала будут замкнуты ключи К2, K4 второго инвертора 6, формируя на выходе трансформатора 8 напряжение, равное нулю, а в оставшуюся часть второго полупериода β₁ будут замкнуты ключи К2, К3 второго инвертора 6, формируя на выходе трансформатора 8, напряжение, амплитуда которого будет равна U_m.the keys K1, K4 will be closed, and a voltage will be formed on the secondary winding, the amplitude of which will be equal to U _m = E · W ₂ / W ₁ . In the second half-cycle, similarly, the keys K2, K4 of the second inverter 6 will be closed first, forming a voltage equal to zero at the output of the transformer 8, and the keys K2, K3 of the second inverter 6 will be closed for the remainder of the second half-cycle β ₁ , forming the output of the transformer 8, voltage, the amplitude of which will be equal to U _m .

Напряжение на выходе трансформаторов 7 и 8, соответственно U₁₁, U₁₂ при α=α₁, β=β₁ показано на фиг.5. Их сумма U_(11+12)1, которая подается на колебательный контур, также показана на фиг.5. Изменяя U₂₅ (фиг.3, 4) от 0 до U_п, (где U_п - амплитуда пилообразного напряжения) напряжение U_(11+12), подаваемое на колебательный контур, будет изменяться от 0 до 2U_m плавно, с помощью широтно-импульсной модуляции. На фиг.5 показано это напряжение U_(11+12)2 при α=α₂ и β=β₂. Сигнал U₂₅, на выходе усилительно-корректирующего звена 25, величина которого определяет алгоритм работы ключей K1, K4 обоих инверторов 3 и 6, определяется отрицательной обратной связью. Эта связь организована с помощью устройства сравнения 24, на второй (неинвертирующий) вход которого поступает задающий сигнал I_з тока, а на первый вход - сигнал обратной связи по току с датчика 16, преобразованный в постоянную величину, пропорциональную току колебательного контура в звене обратной связи 26. При отклонении тока колебательного контура от заданного значения (например, уменьшении за счет изменения параметров индуктора) увеличивается сигнал на входе усилительно-корректирующего звена 25, что приводит к увеличению суммарного напряжения U_(11+12) вторичных обмоток 11 и 12 трансформаторов 7 и 8, которое прикладывается к колебательному контуру 15-4-16. Под действием этого возросшего напряжения ток в колебательном контуре восстанавливается до своего заданного значения.The voltage at the output of the transformers 7 and 8, respectively, U ₁₁ , U ₁₂ with α = α ₁ , β = β ₁ shown in figure 5. Their sum U _{(11 + 12) 1} , which is supplied to the oscillating circuit, is also shown in Fig. 5. Changing U ₂₅ (Fig. 3, 4) from 0 to U _p , (where U _p is the amplitude of the sawtooth voltage), the voltage U _{(11 + 12)} supplied to the oscillating circuit will change from 0 to 2U _m smoothly, using latitudinal pulse modulation. Figure 5 shows this voltage U _{(11 + 12) 2} for α = α ₂ and β = β ₂ . The signal U ₂₅ , at the output of the amplifier-correction link 25, the value of which determines the operation algorithm of the keys K1, K4 of both inverters 3 and 6, is determined by negative feedback. This communication is organized using a comparison device 24, the second (non-inverting) input of which receives the driving signal I _{s of the} current, and the first input receives a current feedback signal from the sensor 16, converted to a constant value proportional to the current of the oscillating circuit in the feedback link 26. When the current of the oscillatory circuit deviates from the set value (for example, a decrease due to changes in the parameters of the inductor), the signal at the input of the amplifier-correction link 25 increases, which leads to an increase in the total voltage U _{(11 + 12) of the} secondary windings 11 and 12 of the transformers 7 and 8, which is applied to the oscillatory circuit 15-4-16. Under the influence of this increased voltage, the current in the oscillatory circuit is restored to its predetermined value.

Приведенный пример выполнения заявляемого преобразователя переменного тока для питания индуктора не ограничивает другие возможные примеры реализации данного преобразователя и его блоков.The example of the inventive AC converter for powering the inductor does not limit other possible examples of the implementation of this converter and its blocks.

Полезная модель промышленно применима и может быть многократно реализована различными общеизвестными в электронной технике схемными решениями и выполнена на известной элементной базе (например, IGBT - транзисторах, микросхемах любой степени интеграции). Заявляемая полезная модель может быть использована в других технологических процессах, когда параметры нагрузки изменяются в широких пределах.The utility model is industrially applicable and can be repeatedly implemented by various circuit solutions well-known in electronic technology and implemented on a well-known element base (for example, IGBT transistors, microcircuits of any degree of integration). The inventive utility model can be used in other technological processes, when the load parameters vary widely.

Claims

1. An AC converter for powering an inductor, comprising an input mains rectifier, a filter, a first inverter having a power input, a power output, and a first control input; an inductor and a control system having a first drive input and a first control output coupled to a first control input of the first inverter; wherein the output of the input mains rectifier is connected to the input of the filter, the output of which is connected to the power input of the first inverter, characterized in that it further comprises a second inverter having a power input, a power output, first and second control inputs; first and second transformers with primary and secondary windings; first and second isolation capacitors; resonant oscillator circuit capacitor and current sensor; and the control system additionally has a second driving input, an information input, as well as a second and third control outputs; while the power input of the second inverter is connected to the output of the filter; power outputs of the first and second inverters are connected respectively to the primary windings of the first and second transformers through the first and second isolation capacitors; the secondary windings of the first and second transformers are connected in series and sequentially with the resonant capacitor of the oscillating circuit, an inductor and a current sensor, the output of which is connected to the information input of the control system; the first inverter is additionally equipped with a second control input connected to the second control output of the control system, the first control inputs of the first and second inverters are combined and connected to the first control output of the control system, and the second control input of the second inverter is connected to the third control output of the control system.

2. An AC converter for powering an inductor according to claim 1, characterized in that the control system comprises a phase detector having first and second inputs and an output, a phase detector filter, an adder with first and second inputs and an output; voltage controlled generator; synchronized generator; the first and second phase-shifting devices having first and second inputs and output, respectively, while the output of the first phase-shifting device forms the second output of the control system, and the output of the second phase-shifting device forms the third output of the control system; in addition, the control system also comprises a comparison device with first and second inputs and one output; an amplifier-correction link and a feedback link, the input of which is connected to the information input of the control system, and its output is connected to the first input of the comparison device, the second input of the comparison device forms the first driving input of the control system, and its output is connected to the input of the amplifier-correction link, the output connected to the combined second inputs of the first and second phase-shifting devices; the output of the phase detector is connected to the input of the filter of the phase detector, the output of which is connected to the first input of the adder, the second input of which forms the second master input of the control system, and the output of the adder is connected to the input of a voltage-controlled generator, the output of which, in turn, is connected to the synchronized a generator whose output is connected to the first inputs of the first and second phase-shifting devices and the first input of the phase detector and forms the first output of the control system; at the same time, the output of the matching link is connected to the second input of the phase detector, the input of which is connected to the information input of the control system.

3. The AC Converter for powering the inductor according to claim 1, characterized in that the first phase-shifting device comprises a ramp voltage generator, connected to the inverting input of the comparator, the output of which is connected to the first input of the "Sum modulo 2" logic element, the second input which is connected to the input of the sawtooth generator; wherein the input of the sawtooth voltage generator forms the first input of the phase-shifting device, and the second (non-inverting) input of the comparator forms the second input of the phase-shifting device; wherein the counter-feedback output of the phase-shifting device is formed by the output of the "Sum modulo 2" logic element and its inversion obtained using the "NOT" logical element.

4. The AC Converter for powering the inductor according to claim 1 or 3, characterized in that the second phase-shifting device comprises a sawtooth linearly incident voltage generator.

5. The AC Converter for powering the inductor according to claim 1, characterized in that the first and second inverters are made of single-phase bridge transistor with reverse diodes.