(495)510-98-15
Меню
Главная »  Промышленная электроника 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 [ 139 ] 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

£ ,--

где ICm= -Ks2 + X2 - амплитуда тока конденсатора в контуре

коммутации; б = arctgx/в - угол сдвига, обусловливаемый начальным током коммутирующего дросселя.

Кривая тока ic(t) для схем рис. 7.7, а, б показана на рис. 7.10, а. Угол 9, представляемый силовому тиристору для восстановления запирающих свойств, находят из кривой uc{t) на рис. 7.7, в. Напряжение uc{t) определяют по известной формуле ис = j icdt:

ис (/) = -£ V> + х2 cos + arctg+ £к. (7.10)

Вид кривой uc(t) показан на рис. 7.10, б. Угол 9 оценивают по длительности изменения напряжения на конденсаторе от начального значения £/(0) до напряжения Uy (рис. 7.10, б). После подстановки в выражение (7.10) ис =-Uy получаем

9 = Шогп.в = arctg + -х . (7Л п

Уравнение (7.11) описывает коммутационные характеристики схем рис. 7.7, а, б, приведенные на рис. 7.10, в для различных значений коэффициента £. Кривые 6(Х) также имеют спадающий характер. Причиной уменьшения угла 9 с ростом тока нагрузки (коэффициента 1) здесь является более быстрый процесс перезаряда конденсатора из-за большего влияния на него тока /(0) (рис. 7.10, а, б).

С возрастанием коэффициента е коммутационные характеристики располагаются выше, что объясняется увеличением угла 9 за счет повышения напряжения U(0) на конденсаторе и меньшим влиянием на перезарядный процесс тока /(0).

При одинаковых параметрах коммутационных узлов /(0), (0), LK, Ск коэффициент е для схемы рис. 7.7, а будет больше, чем для схемы рис. 7.7, б, вследствие чего в первой схеме будут и большие значения угла 6.


О 1 2 J 4 X

Рис. 7.10. Форма тока конденсатора (а) и напряжения на конденсаторе (б) в узлах последовательной коммутации; их коммутационные характеристики (в)



Этим обусловлена более высокая коммутационная способность схем рис. 7.7, а. Так, например, при U(0) =Е для схемы рис. 7.7,

[7(0)

= 2, а для схемы рис. 7.7, б е =

О (0) +0,5£

= 1,5.

Е Е

Коммутационные характеристики и приведенные соотношения ис-f пользуют для расчета элементов LK, Ск коммутационных узлов тири-сторных преобразователей.

Исходными данными для расчета служат напряжение источника; питания Е (или диапазон его изменения), а также ток /(0), протекающий через силовой тиристор и нагрузку к моменту начала коммута-* ции.

Расчет элементов LK, Ск начинают с определения или выбора на- чального напряжения на конденсаторе перед коммутацией £/(0)Г Выбор величины U(0) производят с учетом обеспечения возможна меньших напряжений на остальных элементах схемы преобразовав теля, в частности на силовых и коммутирующих тиристорах, так i<ait напряжения на этих элементах зависят от U(0). Для поддержания вы бранного напряжения U(0) используют дополнительные цепи заряда конденсатора или цепи отвода от КУ избыточной энергии. Указанны! цепи рассматриваются в последующем при изучении конкретных схекЙ преобразователей.

По выбранной величине tV(0) рассчитывают коэффициент $

г - -L-LX-к используемого коммутационного узла.

Е .!. .

Расчет элементов КУ производят на предельный (критический^ режим работы, характеризующийся наименьшим значением угла б* Этому режиму обычно соответствуют наибольший ток /(0)тах и най§ меньшее напряжение источника питания Emin. Параметры критЖ ческого режима учитывают коэффициентом хКр> который выбира1 ют, исходя из амплитуды тока 1Ст для этого режима.

Для узлов параллельной коммутации (см. рис. 7.6, а, б) согласно соотношению (7.6) 1Ст - bE/Zc, откуда после деления на /(0) учета выражения (7.8) получаем:

/Cm (0) = s/z>l,

К

(7.12)

ш

щ

Для узлов последовательной коммутации (см. рис. 7.7, а, б)$

cJ1 (0)

соответствии с выражением (7.9) /Ст =

icJi (0) = У^/Г+i ,

/1 (О))2 - 1

£ii + X2 . откуда*

(7-f

Выбор больших значений /Ст для узлов принудительной коЩ тации нецелесообразен из-за роста потерь мощности в коммутирУ



щем тиристоре, конденсаторе, активных сопротивлениях коммутирующего дросселя и соединительных проводах. В связи с указанным отношение /Ст (0) для критического режима принимают равным 1,1-3. При этом следует отметить, что с ростом отношения /Ст/7(0) уменьшается время перезаряда конденсатора в КУ. В преобразователях с невысокой частотой следования выходных импульсов (для ИППН \- 50-4- 100 Гц) длительность интервала коммутации занимает незначительную часть периода следования выходных импульсов. Поэтому в таких преобразователях целесообразно принимать /Ст (0) = = 1,1-4- 1,3. При повышенной частоте следования выходных импульсов (для ИППН f> 100 Гц) становится актуальной задача сокращения времени перезаряда конденсатора в КУ. В этом случае можно принять /Ст (0) = 2-4- 3. По выбранному для критического режима значению /Ст (0) с учетом формулы (7.13) или (7.15) рассчитывают коэффициент /кр, а затем и характеристическое сопротивление Zc контура коммутации:

Zc= Х р. (7-16)

vumax

Далее по значению Хкр и коммутационной кривой 6(х, е) соответствующего коммутационного узла находят угол 6кр критического режима, а по известному времени tB используемых силовых тиристоров с учетом необходимого запаса - угловую частоту:

(7.17)

где &зап = 1,2-4- 1,5 - коэффициент запаса.

По значениям Ze и со0 определяют параметры LK, Ск коммутационного узла:

LK = Z0/o0, (7.18)

Ск= 1/KZC). (7.19)

В целях иллюстрации методики проведем расчет элементов узла коммутации по схеме рис. 7.6, а для импульсного преобразователя со следующими данными: Е = 200 В, /(0) = 50 А, *в = 20 мкс, (7(0) = 200 В.

п ** U (0) + g 200 +° , гт Определяем коэффициент е: е =---= ---- = 1. Принимаем

Е 200

>ст j L

1.25. При этом коэффициент нагрузки Хкр= /с /(0) - 1 25 =

Е 200

8 характеристическое сопротивление Zc = =0,8 =3,2 Ом. Из

коммутационной характеристики с параметром е = 1 (см. рис. 7.9, а) для Хкр =0,8 находим 9 = 1,29 рад. Затем по времени tB силового тиристора и к°эффициенту запаса k3aa = 1,25 определяем угловую частоту:

1,29 рад

мо = -7.-7:-7Г7 = 51,6- 103

0 1,25 20 Ю-6 с

величины LK, Ск коммутационного узла составят: 111Г^=62МКГН: С'-Э,2.Б11,6.10 6°, Ф-



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 [ 139 ] 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.