Адаптивна система теплового захисту імпульсних перетворювачів електроенергії

Реферат: UA 112957 U UA 112957 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель, яка заявляється, належить до галузі промислової електроніки та може бути використана в імпульсних напівпровідникових перетворювачах електроенергії з наявними індуктивними компонентами. Тепловий захист перетворювача здійснюють вводом магнітно-зв'язаної з дроселем фільтра перетворювача котушки індуктивності, постійну напругу якої, в залежності від нагріву компонентів, як і вхідну частоту перемикання вхідного ключа регулюють мікроконтролером. Відомий пристрій для теплового захисту перетворювача, в склад якого входять датчики теплового перевантаження вентилів перетворювача, з'єднані з входами керування тиристорів та реле, обмотка якого підключена до колекторного ланцюга транзистору, а контакти в анодну частину тиристора. Однак дана система негативно впливає на ККД пристрою, має доволі низький функціонал використання та не може бути використана при перехідних процесах [1]. Найбільш близьким за технічною суттю є метод температурної компенсації електричних параметрів індуктивно-вихроструминного перетворювача, побудованого на базі вимірюючої і компенсаційної котушок індуктивності, розміщених в безпосередній близькості одна від одної, але не зв'язаних електромагнітно. Параметри компенсаційної котушки змінюються в залежності від зміни її температури, такої ж, як і в вимірювальній котушці. Їх диференційне ввімкнення усуває похибку, що виникає внаслідок зміни температури. Однак даний метод не забезпечує необхідної точності для систем теплового захисту та може бути застосований лише для вихроструминних перетворювачів [2]. В основу корисної моделі поставлено задачу стабілізації електромагнітних процесів при зміні робочих температур електронних компонентів імпульсних перетворювачів електроенергії. Поставлена задача вирішується тим, що в схему імпульсного перетворювача включаються датчики температури, мікроконтролер, котушка індуктивності, генератор частоти перемикання вхідної напруги. При цьому адаптивна система виконана з можливістю зворотного зв'язку по температурі, стабілізуючи теплову зміну значень параметрів електронних компонентів імпульсних перетворювачів електроенергії зміною індуктивності котушки вихідного фільтра та частоти імпульсів перемикання перетворювача. Новим є те, що адаптивна система виконує функцію зворотного зв'язку по температурі, стабілізуючи теплову зміну значень параметрів електронних компонентів імпульсних перетворювачів електроенергії зміною індуктивності котушки вихідного фільтра та частоти імпульсів перемикання перетворювача. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено блок-схему. Адаптивна система теплового захисту складається з датчиків температури 1, мікроконтролера 2, операційного підсилювача 3 та котушки індуктивності 4, магнітно-зв'язаної з котушкою індуктивності фільтра. Адаптивна система теплового захисту працює наступним чином. Датчики температури фіксують зміну температури електронних компонентів перетворювача та LC-фільтра та передають на мікроконтролер, який, відповідно до запрограмованих теплових моделей схеми перетворювача розраховує нові значення діючих та максимально допустимих параметрів електронних компонентів внаслідок нагріву, а також прогнозує можливість перегріву під час роботи при даних параметрах. В режимі нормальної роботи під час зміни електричних параметрів компонентів перетворювача, система теплового захисту компенсує дані зміни, керуючи ключем перетворювача, внаслідок чого змінюється активний опір та залежність індуктивності від температури котушок індуктивності, а також імпеданс та залежність ємності від температури конденсаторів. Мікроконтролер за допомогою операційного підсилювача змінює величину живлення котушки індуктивності, магнітно-зв'язаної з котушкою індуктивності фільтра, тим самим змінюючи індуктивність фільтра. При роботі в нестаціонарних режимах, за допомогою теплової моделі розраховуються параметри електронних компонентів схеми перетворювача, при яких перехідний процес буде мати аперіодичний характер, тим самим, збільшивши час перехідного процесу, зменшується небезпека перевищення максимальнодопустимих параметрів електронних компонентів, що знизилися при даній температурі на певну величину, внаслідок стрибків струму та напруги та теплових ударів під час коливального перехідного процесу. Також під час прогнозування швидкого нагріву або охолодження котушки індуктивності, керуючи напруженість магнітного поля, змінюється залежність магнітної проникності від температури навіть з прямої до оберненої пропорційності. Джерела інформації: 1. "Устройство для тепловой защиты преобразователя". Авторское свидетельство SU 864421 - МПК: Н02Н 7/10, 1981, опубл. 15.09.1981. 1 UA 112957 U 2. "Высокотемпературный вихретоковый преобразователь". Патент RU 2278376 - МПК: G01B7, 2005, опубл. 20.02.2006. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Адаптивна система теплового захисту імпульсних перетворювачів електроенергії, що включає датчики температури, мікроконтролер, котушку індуктивності, генератор частоти перемикання вхідної напруги, яка відрізняється тим, що адаптивна система виконана з можливістю зворотного зв'язку по температурі, стабілізуючи теплову зміну значень параметрів електронних компонентів імпульсних перетворювачів електроенергії зміною індуктивності котушки вихідного фільтра та частоти імпульсів перемикання перетворювача. Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2