(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

При а = 0 £экв= L и при а = я/2 L9KB =00.

Индуктивно-тиристорный компенсатор получил наибольшее применение в трехфазных АИТ. Узел компенсации здесь состоит из трех соединенных треугольником индуктивно-тиристорных цепочек (рис. 8.39, а). Благодаря такому соединению в кривой линейных токов iKA, iKB, i c отсутствуют гармоники, кратные трем. Кривая линейного тока компенсатора близка к синусоиде (рис. 8.39, б) и, по существу, состоит из суммы первых гармоник токов двух межфазных индуктивно-тиристорных цепочек.

Применение индуктивно-тиристорного компенсатора в АИТ имеет существенное преимущество перед обратным выпрямителем. Оно обусловлено тем, что при регулировании и стабилизации выходного напряжения компенсатор практически не потребляет активной мощности, в связи с чем потери мощности в системе малы. В АИТ с обратным выпрямителем (как неуправляемом, так и управляемом) стабилизация и регулирование осуществляются с потреблением части активной мощности от инвертора и возвращением ее в источник питания. В результате циркуляции активной мощности в цепи источник питания - инвертор - обратный выпрямитель в системе наблюдаются потери энергии. Эти потери возрастают с уменьшением тока нагрузки, особенно при переходе к режиму холостого хода, когда вся преобразованная мощность инвертора передается через обратный выпрямитель вновь в источник питания.

§ 8.8. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ РЕЗОНАНСНЫЙ ИНВЕРТОР БЕЗ ОБРАТНЫХ ДИОДОВ

Резонансные автономные инверторы (АИР) предназначены для преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение повышенной частоты (от 500 -1000 Гц до 5-10 кГц и выше). Одной из основных областей применения таких преобразователей является электротермия (индукционная плавка металла, индукционный нагрев и закалка изделий). АИР находят применение и в качестве источников переменного напряжения повышенной частоты, а также используются для преобразования постоянного напряжения одной величины в постоянное напряжение другой величины. В последнем случае выходным напряжением преобразователя является выпрямленное и сглаженное напряжение инвертора.

АИР обычно выполняют однофазными (преимущественно по мостовой схеме) с использованием однооперационных тиристоров. Конденсатор в АИР может включаться параллельно нагрузке или последовательно с ней. В зависимости от этого различают параллельные и последовательные АИР. Процессы, протекающие в АИР, характеризуются колебательным (резонансным) перезарядом конденсатора в цепи с индуктивностью, в которую может входить индуктивность нагрузки.

Параллельные АИР выполняют по схеме рис. 8.19, а, в которой индуктивность Ld и конденсатор С рассчитывают так, чтобы при от-



пираний пары накрест лежащих тиристоров (Ть Т2 или Ts, Tt) Прп. цесс перезаряда конденсатора имел колебательный характер и За канчивался в течение полупериода. В результате ток инвертора i имеет форму двуполярных импульсов в виде полуволн синусондь® а входной ток id получается прерывистым. Если паузы между окон чанием протекания тока через одну пару тиристоров и моментом отпирания тиристоров следующей пары малы или равны нулю, то напряжение на нагрузке близко к синусоиде.

На практике в АИР чаще используют последовательное или последовательно-параллельное включение конденсаторов.

На рис. 8.40 приведена простейшая схема резонансного инвертора, состоящая из инверторного моста на тиристорах Т Х-Т4 и последовательно включенных в его диагонали конденсатора С, нагрузки ZH и дополнительного дросселя L.

Кривая тока выходной цепи инвертора ia(t) (тока нагрузки г'а)




Рис. 8.40. Простейшая схема АИР

Рис. 8.41. Временные диаграммы, иллюстрирующие электромагнитные процессы в схеме рис. 8.40.

формируется путем попарного отпирания накрест расположенных тиристоров инверторного моста (рис. 8.41, а, в). Характер зависимости tH(/) обусловливается колебательным процессом перезаряда конденсатора С с частотой

последовательного колебательного контура, образованного реактивными элементами выходной цепи, при его подключении проводящими тиристорами к источнику питания Е.



В рассматриваемой схеме частота собственных колебаний контура /о связана с частотой следования отпирающих импульсов на тиристоры инверторного моста (т. е. с выходной частотой / инвертора) соотношением / > /. Благодаря этому колебательные процессы перезаряда конденсатора (с близким к синусоидальному законом изменения тока is == ij заканчиваются до отпирания очередной пары тиристоров инвертора (рис. 8.41, а, в, г), а в кривых тока нагрузки и источника питания создаются паузы. Токовая пауза необходима для проведения операции запирания проводившей пары тиристоров перед отпиранием очередной пары. По окончании перезаряда (например, к моменту времени (4) напряжение на конденсаторе UСт> Е, в связи с чем к проводившим тиристорам (в данном случае тиристорам Т3, ТА) прикладывается запирающее обратное напряжение, равное Фет -~ (рис. 8.41, е). Длительность перезарядных процессов конденсаторов, равная половине периода собственных колебаний контура Т0/2 = 1/(2/0), определяет длительности открытого состояния тиристоров и двуполярных импульсов кривой напряжения инвертора ип (рис. 8.41, б). Наличие в кривой тока нагрузки паузы характеризует работу АИР с естественным режимом запирания тиристоров. Необходимое при этом различие в частотах Д> и / подчиняется условию поддержания на проводивших тиристорах требуемой длительности обратного напряжения с целью их запирания:

где /п.в - время, предоставляемое тиристору для восстановления запирающих свойств; k3aa = 1,2- 1,5 - коэффициент запаса; tB - время выключения тиристора.

Метод основной гармоники, допускающий использование векторных диаграмм, является удобным для анализа резонансных инверторов. Предпосылкой его применения служит близкая к синусоиде форма кривой выходного тока инвертора и напряжения на конденсаторе (рис. 8.41, в, д), если пауза в кривой тока in достаточно мала. В этом случае паузу можно вообще не учитывать. Другими словами, анализ проводят для граничного режима, временные диаграммы для которого приведены на рис. 8.42, а-д (такой режим в схеме рис. 8.40 возможен лишь при идеальных тиристорах, у которых 4 = 0).

Выходное напряжение инвертора (напряжение иш), имеющее вид двуполярной импульсной кривой (рис. 8.42, б), заменяют его первой гармоникой:

п.в


(8.37)

Анализ АИР методом основной гармоники

ЫИ(1) = Uvm{\) Sin Ы,

(8.38)

где (7ит(1)=- - амплитуда первой гармоники;

ш = ш0 = yi/(L + La) С - угловая выходная частота.



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.