(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

исходит. После момента времени ts конденсатор продолжает перезаряжаться по цепи нагрузки неизменным током ic = iB = 7(0) до напряжения Е. Лишь после этого отпирается диод Д± и наступает завершающий этап процесса перезаряда (интервал 4-tj. Сразу же по окончании процесса перезаряда следует разряд конденсатора по цепи Дх-LK-RC-Дог -Е до напряжения Е (отвод от конденсатора избыточной энергии). На этапе перезаряда конденсатора током tH - /(0) (интервал t3-h) в кривых u {f) и urt{t) появляются линейные участки, обусловленные линейным законом изменения напряжения на конденсаторе. Аналогично протекает процесс перезаряда конденсатора и в следующем такте, связанном с коммутацией тиристора T-i.

Таким образом, напряжение ис = UCm, достигаемое на конденсаторе к концу перезаряда, определяет максимальное значение напряжения на конденсаторе, а напряжение ис = Е - его начальное напряжение U(0) перед коммутацией. По напряжению UCm производят выбор коммутирующих тиристоров. Оно зависит от напряжения Е, тока /(0) и характеристического сопротивления Ze (рис. 8.18):

UCm Е + ZJ (0). (8.6)

Возможные значения UCm лежат в пределах от 1,2 Е до 1,8 Е. Мощность, теряемую в резисторе Rc при отводе избыточной энергии от конденсатора, определяют из соотношения

Рв = - (Ucm-Ef, (8.7)

где /к - частота следования коммутационных процессов.

Например, при /к = 200 Гц, Ск = 20 мкФ, Е = 200 В и UCm = = 1,8 Е мощность потерь составляет 51,2 Вт.

§ 8.5. АВТОНОМНЫЙ ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР ТОКА

Схема однофазного мостового АИТ приведена на рис. 8.19, а. В нее входит инверторный мост на тиристорах Т±-Т4, в диагональ которого включена активно-индуктивная нагрузка ZH, а параллельно ей - конденсатор С. В цепи постоянного тока расположен дроссель Ld с достаточно большой индуктивностью.

Кривая выходного напряжения ин = ис формируется путем периодического перезаряда конденсатора С в цепи с источником питания Е и дросселем Ld при поочередном отпирании накрест лежащих тиристоров инвертора. Конденсатор С, характер изменения напряжения во времени которого определяет н, осуществляет запирание проводившей пары тиристоров при отпирании другой пары.

На рис. 8.19, б-к показаны временные диаграммы для установившегося режима. Предположим, что до момента времени bt = = ©/i (где о - выходная частота инвертора) проводят ток тиристоры Тг и Т2 (рис. 8.19, б). При этом напряжение на конденсаторе имеет полярность, показанную на схеме без скобок. В момент времени Ьг



. и ..1


rт^tШ^r


Рис. 8.19. Схема однофазного мостового АИТ (а) и его временные диаграмма (б - к)

подачей управляющих импульсов отпираются тиристоры Т3, Г4, в результат! чего конденсатор С подключается па раллельно тиристорам Тъ Гг. Под дей. ствием встречного тока конденсатора токи тиристоров ТЪТ2 быстро спадают до нуля, к тиристорам прикладывается обратное напряжение, определяемое напряжением конденсатора (рис. 8.19, з), и они переводятся в непроводящее состояние. Длительность действия обрати ного напряжения на тиристорах (время; предоставляемое для восстановления их запирающих свойств) характеризуется интервалом, в течение которого напряжение отрицательной полярности щ конденсаторе уменьшается до нуля (рис. 8.19, в) в процессе его перезаряда в цепи с источником питания, дросселем Ltl и открытыми тиристорами Т3, Т4 (рис. 8.19, а). Этот интервал определяется углом 9 = 4.в< . Аналогично осуществляется запирание тиристоров Т3, Т4 при отпирании тиристоров Тъ Г2. , 1

Кривая переменного напряжения на нагрузке (рис. 8.19, в) состоит из участков, соответствующих каждому такту перезаряда конденсатора. Ток id (рис. 8.19, г), потребляемый от источника питания, благодаря большой индуктивности дросселя Ld достаточно хорошо сглажен и имеет малые пульсации. Этот ток поочередно протекает через тиристоры Тъ Т2 и Т3, Т4, определяя форму кривых их анодных токов (рис. 8.19, д, е), а также форму кривой тока инвертора 1В (рис. 8.19, ж) .равного сумме токов нагрузки г н и конденсатора г'с.

При отпирании каждой пары накрест лежащих тиристоров конденсатор подключается отрицательным полюсом к точке а и положительным полюсом м точке б, что определяет характер кривой иаб, приведенной на рис. 8.19, и. Напряжение на дросселе Ld равно разности иаб- Е (рис. 8.19, а, к). Если пренебречь активным сопротивлением < > мотки дросселя, то его напряжен®? uL = Ldildt будет определяться только



переменной составляющей при равной нулю постоянной составляющей. Из этого следует, что постоянная составляющая напряжения иаб равна Е. В свою очередь, это означает, что среднее значение напряжения на конденсаторе (нагрузке) в течение полутриода (рис. 8.19, в) также равно Е.

Ввиду наличия в схеме трех накопителей энергии (Ld, С, LB) полный теоретический анализ инвертора приводит к громоздким вычислениям, в связи с чем при анализе АИТ часто пользуются приближенным м е -тодом основной гармони-к и, обладающим наглядностью и удобством при изучении процессов.

Этот метод состоит в замене кривых напряжения на нагрузке цн (рис. 8.19, в) и тока инвертора /и (рис. 8.19, ж) их первыми (основными) гармониками. Такая замена создает некоторую погрешность в расчетах, однако, как показывает эксперимент, она не превышает 10-15%. Для трехфазных АИТ, где указанные кривые меньше отличаются от синусоиды, точность расчетных соотношений получается выше. Важным преимуществом метода основной гармоники является возможность применения векторных диаграмм для анализа режимов работы и характеристик АИТ.

В АИТ индуктивность входного дросселя Ld обычно достаточно велика. При анализе методом основной гармоники индуктивность дросселя принимают равной бесконечности. При таком предположении ток id получается идеально сглаженным, а кривые токов тиристоров и инвертора (рис^в.Ш, д-ж) имеют прямоугольную форму. Кривые напряжения на нагрузке ын и тока инвертора ia с учетом принятых допущений показаны на рис. 8.20, а. Первая гармоника тока инвертора связана с кривой тока iB при Ld = оо соотношением


Рис. 8.20. Кривые напряжения и токов однофазного мостового АИТ (а), его схема замещения (б) и простейшая векторная диаграмма (в)

-и<1) == V~% /и(1) sin со/ = - ld since/,

(8.8)

где /и(1) = -5- la

действующее значение первой гармоники

тока инвертора; Id - ток во входной цепи.

Таким образом, приняв напряжение ив(Ы) и ток iB (со/) синусоидальными, анализ инвертора можно проводить по схеме замещения Для первой (основной) гармоники (рис. 8.20, б) с использованием

векторной диаграммы рис. 8.20, е. Вектор напряжения UH направляют по вертикальной оси. Вектор тока /н активно-индуктивной на-



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.