(495)510-98-15
Меню
Главная »  Классификация электронных систем 

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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 [ 179 ] 180 181 182 183 184

Пользуясь принципом суперпозиции, можно принять, что постоянный ток Id проходит через обмотку А в цепь вентиля УВг, а разрядный изменяющийся во времени ток конденсатора проходит во встречном направлении в вентиле УВг и в прямом - через вентиль УВ2.

Фактически часть постоянного тока Id уходит через обмотку В и конденсатор С, суммируясь затем в анодной цепи вентиля УВХ с другой составляющей тока Id. Составляющие токов и их электромагнитное воздействие в трансформаторе остаются при этом такими же, как и при введенных, на основании принципа суперпозиции составляющих токов.

Конденсаторная составляющая тока спадает до нуля, достигая его в момент t2, сдвинутый на некоторый угол X от момента t0.

Под действием убывающей магнитной энергии, накопленной в индуктивности LH к моменту t2, ток продолжает протекать через конденсатор, перезаряжая его. Такое изменение токов продолжается до момента ts, когда открывается и вступает в действие вентиль УВ2. Конечное значение конденсаторного тока ic = 1\а в конце первого полупериода является в то же время начальным значением конденсаторного тока в начале второго полупериода:

ic - *ia = he-

Так как единственным переменным током в первичных обмотках трансформатора является ток конденсатора, то и во вторичной обмотке ток синусоидален.

Коэффициент трансформации в связи с наличием двух первичных обмоток определяется равенством

(7Л42>

Если этот коэффициент принять равным единице, то ток во вторичной обмотке равен току в первичных обмотках.

Кривая напряжения на вторичной обмотке трансформатора U2, опережает кривую тока на угол ф (рис. 7.94, в), в связи с активно-индуктивным характером нагрузки. На такой же угол (если не учитывать влияние тока холостого хода) опережает синусоидальная составляющая первичного напряжения основную гармоническую тока. Этому соответствует энергетический баланс активных и реактивных мощностей вовходной и выходной цепях инвертора.

Необходимая для оценки остаточного времени восстановления кривая напряжения на вентиле приведена на рис. 7.94, г. Она построена по результирующему напряжению на первичных обмотках трансформатора, равному напряжению на конденсаторе.

Длительность отрицательного участка на кривой соответствует остаточному времени восстановления. Связь между углом опережения 6 и остаточным углом б при у = 0 определяется равенством

р = б = %-ф. (7.143)



Угол i соответствует длительности спадания до нуля конденсаторного тока (рис. 7.94, б). Чем больше емкость конденсатора, тем протяженнее угол х и больше (при заданном коэффициенте сдвига cos ф у потребителя) остаточный угол восстановления б.

Коммутационные процессы в инверторе протекают нормально до тех пор, пока остающийся угол для восстановления больше требующегося 6г=£ б. Поэтому при низких значениях коэффициента сдвига (больших углах ф) в инвертор рассматриваемого типа необходимо вводить большую емкость конденсатора.

Численную связь между углами х. Р и ф можно получить, построив применительно к эквивалентной схеме рис. 7.95, с векторную диаграмму (рис. 7.95, б).


I i i i i-1-1-1

О 0,20ft 050,81,0 1,5 2fi 2,5 Ва

Рис. 7.95. Эквивалентная схема (а), векторная диаграмма (б) и внешние характеристики (в) инвертора с параллельно включенной емкостью

Вектор активной составляющей основной гармонической тока в нагрузке совпадает в ней с вектором основной гармонической напряжения Вектор основной составляющей полного нагрузочного тока /н(1) отстает на угол ф от вектора напряжения {Л(1), а вектор емкостной составляющей тока /нд) опережает Ut(i) на угол, равный 90°. Величина вектора тока /ад, зависящая от выбираемой емкости конденсатора, должна быть такой, при которой угол опережения 6 обеспечивает необходимый остаточный угол в.

Из приведенной векторной диаграммы следует, что

Связь между выходным напряжением и мощностью, отдаваемой инвертором нагрузке, может быть обобщена, если воспользоваться (7.144) и ввести коэффициент нагрузки как отношение нагрузочной



1 1

проводимости к емкостной , пересчитанной в нагрузочную

S = С7.14Б)

Выпрямленное напряжение Еа связано в инверторе с первичным напряжением, как и в инверторе, ведомом сетью, равенством

Ed = aK-rpUi cos В. (7.146)

Коэффициент а, зависящий от рода схемы, связывает действующее значение переменного напряжения Ut с выпрямленным Еа. В однофазной двухполупериодной схеме а = 6,9.

При учете (7.144), (7.145) и (7.146) приходим к следующему равенству:

аКтрЦщ -if /1*-Дапф\ Г' 1 /7 1471

По этой формуле на рис. 7.95, в построено семейство внешних характеристик инвертора при разных значениях коэффициента сдвига у нагрузки. По вертикали справа нанесены также значения углов опережения р\

Крутой подъем внешних характеристик при сбросе нагрузки объясняется тем, что конденсатор, рассчитанный на генерацию реактивной мощности при полной нагрузке, содержит избыток мощности при малых токах, в связи с чем напряжение на нем растет. Этот недостаток в известной мере ослабляется когда инвертор с параллельно включенным конденсатором большой емкости используется в преобразователях частоты, в которых постоянное напряжение, подводимое к инвертору, может регулироваться в широких пределах. Схема одного из вариантов выполнения такого трехфазного инвертора приведена на рис. 7.96, а [94]. Отличительная особенность ее заключается в том, что последовательно с регулируемыми вентилями после присоединения конденсаторов включены диоды. Их назначение - ограничить в области низких частот время разряда конденсаторов в цепь нагрузки, поскольку один из диодов, входящих в контур, запирает эту цепь. Это позволяет вводить значительно меньшую емкость конденсаторов по сравнению с той, которая требовалась бы при малых частотах. Добавочные диоды, запирающие в течение некоторого времени нагрузочный контур, называют отсекающими [90, 94].

Обеспечивая коммутационный режим при меньших емкостях, отсекающие вентили не решают вместе с тем проблемы баланса реактивной мощности в нагрузочной цепи. Решение такой проблемы достигается в схеме, приведенной на рис. 7.96, б [93,94], в которой накопленная в индуктивных элементах нагрузки энергия непосредственно возвращается к источнику питания инвертора (источнику постоянного тока) через вентили возвратного тока Дх и Ла- Присое-



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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 [ 179 ] 180 181 182 183 184



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