(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

грузки отстает от вектора 0и на угол <рн = arctg . Вектор

тока /с опережает вектор напряжения UB на 90°. Следовательно, вектор тока /H(i>, равный сумме /н + /с, опережает вектор напряжения <7Н на угол 6. Опережающий характер вектора /и(1) является обязательным для АИТ, так как угол 6 определяет время, предоставляемое тиристорам для восстановления запирающих свойств:

п.в

(8.9)

360° 360° /

где Т - период; / - выходная частота инвертора.

Угол б не может быть меньше величины 6 min, которой соответствует минимально допустимое значение 4.в, равное времени выключения (восстановления запирающих свойств) используемых тиристоров (tB):

Omin = 360° ftB. (8.10)

Для АИТ наибольший интерес представляет зависимость его выходного напряжения от тока нагрузки (выходная характеристика), определяемая в ходе последующего анализа.

Из векторной диаграммы рис. 8.20, в определим проекцию вектора тока /И(1) на вертикальную и горизонтальную оси:

/ (1, cos9 =/нС03фн, (8.11)

/и (1) sin 0 = /с-/Hsin(pH. (8.11а)

Физический смысл соотношений (8.11) становится ясным, если умножить их левые и правые части на (7Н. Выражение (8.11) при этом будет характеризовать баланс в схеме активной энергии, а выражение (8.11а) - реактивной энергии. Активная энергия (мощность), отдаваемая инвертором, потребляется нагрузкой Rn; реактивная мощность, потребляемая инвертором, равна разности мощностей генерируемой конденсатором и потребляемой нагрузкой. Необходимость в потреблении инвертором реактивной мощности связана <х обеспечением угла 6 для запирания проводивших тиристоров. Разделив выражение (8.11а) на (8.11), получим

tg9 --н/-0..пть ш (8Л2)

/H ccos<pH

Введя обозначение

В= /H c=-l/(o)CZH), (8.13)

соотношение (8.12) можно привести к виду

tg9= --gsinfa , (8.14)

В cos <рн

Коэффициент В называют коэффициентом (ф а к т о* ром) нагрузки.



Воспользуемся уравнением баланса активной мощности в инверторе, согласно которому в отсутствие потерь вся энергия, потребляемая от источника питания, отдается в нагрузку:

EIа = UJ* (о cose-

Выразив в (8.15) /и(1> через 1й, приходим к выражению

ин cos е,

(8.15)

.16)

которое является частным случаем важнейшего для АИТ соотношения

Е = ашив cos 0 , (8.17)

где аа - коэффициент, определяемый схемой инвертора.

Для однофазных схем (с нулевым выводом и мостовой) аи = = 2 У~2 /тс = 0,9, для трехфазной схемы с нулевым выводом аи = = 3j/6/(2Jt) = 1,17 и для трехфазной мостовой схемы аа = 3}/о7я = = 2,34. Указанные значения коэффициентов известны из теории выпрямителей.

Выражение (8.17) используем для определения напряжения на нагрузке инвертора:

В соответствии с формулой (8.14) 1

cos t

1 - 5 sin cpH \2

В cos <рн

(8.18)

(8.19)

Поскольку величина l/cos6 зависит от параметров нагрузки Ru, LH, напряжение Ua инвертора также является зависимым от них.

Соотношение (8.17) позволяет выявить важную для теории автономных инверторов тока зависимость

и = ин cos 0,

где UB = Е/аш - расчетное напряжение инвертора, зависящее только от напряжения питания Е и схемы инвертора.

Указать напряжение UB непосредственно на схеме инвертора нельзя, но им удобно пользоваться на векторных диаграммах (рис. 8.21), что оправдывает введение этого напряжения. Из выражения (8.20) следует, что вектор напряжения

UB совпадает по направлению с вектором тока

/и(1). Геометрическим местом конца вектора 0Ш, например при изменении параметров нагрузки и

стабилизации напряжения UB путем регулирова-


Рис. 8.21. Векторная диаграмма АИТ



ни я напряжения Е, будет окружность, построенная на векторе

Un как на диаметре.

Выражение, описывающее выходные характеристики АИТ, находят подстановкой (8.19) в (8.18) с последующим приведением к безразмерной форме записи:

-=-V = i/(fisinyH)2 + 1~ №

Е cos 8 у \ ficos<pH /

Найденная зависимость определяет внешние (выходные) характеристики АИТ в общем виде. Их графическое изображение отражает зависимость относительного напряже-

ния на нагрузке Ud от коэффи-Е

циента нагрузки В или В3 = В со$фн и характеризуется семейством кривых на рис. 8.22 при фиксированных значениях со$фн.

Как следует из внешних характеристик АИТ, с ростом коэффициента нагрузки В (т. е. с увеличением тока нагрузки) выходное напряжение снижается.

Рассмотрим внешнюю характеристику при со5фн =1, что соответствует чисто активной нагрузке и коэффициенту Ва - В = l/(u>CRa).

На рис. 8.23, а показаны кривые напряжения на конденсаторе (нагрузке) и на тиристоре инвертора для одной из точек средней

и.,и

Jmin О

3,0 2,0

o,s\

- 1,0

О Ofi 0,8 1,2 1,6 Ba

Рис. 8.22. Внешние характеристики АИТ


Рис. 8.23. Кривые выходного на; пряжения и напряжения на TIifJgj

торе при различных токах нагрУ3;



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.