promel (967628), страница 102
Текст из файла (страница 102)
Поскольку, на тиристорах Ть Т, управляющие импульсы поддерживаются„в, течение 6 =- 180", эти тиристоры с момента времени Ь, подключактт нагрузку к источнику питания. Ток в нагрузке после перехода через нуль изменяет направление. Совпадение после момента времени Ь знаков напряжения и„и тока !'„означает, что нагрузка потребляе! энерп1ю от источника питания. В момент времени Ь„происходит очередное переключение тирис. торов, связанное с запиранием тиристоров Т„Т, и отпиранием тв.
ристоров Т„Т,. Процессы протекают аналогично. На интервале Ь, — Ь, ток активно-индуктивной нагрузки проводят диоды Д„Д, а на интервале Ь, — Ь, — тиристоры Та, Т,. В последующем процессы в схеме повтоРЯютсЯ. КРивые токов, пРотекающих чеРез т()с ристоры и диоды инвертора, показаны на рис. 8.3, в — е. Рассмотрим гармонический состав кривой выходного напряжения инвертора (рис. 8.3, б), Разложение кривой напряжения иа в ряд Фурье дает ЬЕ 1 ., 1 и,(а1) = — (з1па! + — з)п За! + — з1п 5а! + ° ° ° + з 5 тора (см. рис. 8.2) с рассматриваемым режимом управления тиристорами, иллюстрируют временные диаграммы рис. 8.5, а — д.
Его особенностью по сравнению с предыдущим режимом является наличие интервалов Р =- ыТ)2 — ф, в течение которых все тиристоры инвертора заперты. Поведение схемы на указанных интервалах сле- ~г 8) з Газ г1 д, Л зг зм~ Рис. 8. 4. Пример формы крнвой выходного напряжения АИН при широтно-им. пульсиом регулировании Рис. 8.5. Временные диаграммы однофазного мостового АИН при ШИР с зависящей от параметров нагрузки формой кривой выходного напря- жении дует рассмотреть более детально, поскольку на интервалах проводимости тиристоров ф процессы в схеме протекают так же, как и в предыдущем случае. Рассмотрим процессы, протекающие в инверторе, например, по окончании интервала Ь, — Ь, (рис.
8.5, в, г) проводимости тиристоров Т,, Т,. Контур протекания тока на этом интервале показан на рис. 8.2 сплошной линией. Пэ окончании указанного интервала все тиристоры находятся в запертом состоянии, Однако нз-за накопленной в индуктивности нагрузки энергии ток з„прекратиться не может. Контур протекания тока (на рис. 8.2 показан пунктиром) создается диодами Д„Д„которые отпираются после запирания тиристоров Тз Т,. Б результате отпирания этих диодов с момента времени Ь, и нагрузке прикладывается напряжение Е противоположной полярности. Энергия, запасенная в индуктивности, отдается в источник ~итания и нагрузку Ди, а ток з'„уменьшается по экспоненциальному К импульсов длительностью г„(рис.
8.4) при К/2 однополярных импульсах в каждой из его полуволн (здесь К = 2, 4, 6, ...). Путем изменения длительности импульсов осуществляют регулирование выходного напряжения, в частности действующего значения его первой гармоники. Рассмотрим сначала более простые случаи, когда К = 2. ШИР с зависящей от параметров нагрузки формой кривой выход- кого напряжения. Этот вид ШИР осуществляется изменением дли- .Ю М тельности открытого состояния тиристоров ф от 0 до 180'.
Про- ~гге ~ пессы, протекающие в схеме инвер- 1 оз ага законУ. В момент вРемени Ь» ток Уь становитсЯ Равным нУлю, дио Дь Д, запираются (рис. 8.5, д) и напряжение и„= О. Пауза в крн вой напряжения и„продолжается до момента времени 94 отпиранн' тирнсторов Т„Т,. С момента времени Э«процессы в схеме обуслов лены приложением к нагрузке напряжения с полярностью, указанно на рис.
8.2 в скобках, и нарастанием по зкспоненциальному закон тока ~„(рис. 8.5, б, в). Аналогично протекают процессы в схеме и после запирания ти ристоров Т„Т». Вследствие проводимости обратных диодов (пр запертых тиристорах) на интервалах р на нагрузке возникают д полнительные импульсы (рис. 8.5, б), что приводит к нежелательном увеличению действующего значения выходного напряжения инвер тора. Требуемая на интервалах р пауза в выходном напряжении за . нимает лишь их незначительную часть. Нежелательность явления усугубляется тем, что длительност1 дополнительных импульсов зависит от постоянной времени т =-.'й = Ь„/Я„. В условиях возможного на практике изменения параметра)х нагрузки с.в, гс„длительность этих импульсов также будет измецятьа' ся, что создает зависимость выходного напряжения (действующег)т! значения всего напряжения или его первой гармоники) инвертор4 от параметров нагрузки.
Возможен случай, когда с увеличением по~ стоянной времени т ток»в не успевает достигнуть нулевого значения' в пределах интервала () (пунктнрная кривая на рис. 8.5, в). Тогда дополнительные импульсы целиком занимают интервалы р и паузы: в кривой и„(() отсутствуют. Форма кривой выходного напряжения и„(1) получается такой же, как у нерегулируемого ннвертора (см, рис. 8.3, б). Увеличение угла ( (уменьшение угла р) при этом не приводит к регулированию напряжения и тока нагрузки. ШИР с не зависящей от параметров нагрузки формой кривой выг ходкого напряжения. Независимость от параметров нагрузки формы кривой выходного напряжения и сохранение в ней требуемой при регулировании паузы (з достигаются, если на интервалах р обеспечить одновременную проводимость двух тиристоров, относящихся к общей группе (катодной или анодной) инверторного моста: Тц Т, или Т„Т, (см.
рис. 8.2). При этом на указанных интервалах на' грузка замыкается накоротко через шины «+» или « — » источника питания и напряжение на нагрузке равно нулю. Временные диаграммы, характеризующие широтно импульсный способ регулирования выходного напряжения инвертора с таким режимом управления тнристорами при К = 2, приведены на рис. 8.6, а — е. Режиму управления (рнс. 8.6, а) соответствует длн тельность интервала проводимости каждого тиристора ф = 186 Тиристоры полумостов, к которым подключены выводы нагрузки (Т,, Т4 и Т„Т»), переключаются в тои же последовательности, чю н в нерегулируемом ннверторе (см.
рис. 8.3, а): открытому состоянию одного тиристора соответствует закрытое состояние другого тирнсто; ра. Отличие заключается в создании фазового сдвига на угол а в п«г. следовательности переключений тирнсторов обоих полумостов. Тгм» самым на интервалах р = ф — а осуществляется одновременная. )т " 1г1 дега ос7я йй Бг й) 77 г7 0 г„г д7 г7 дг 0 77 Л7 й7 И 1177 Ж7 гх Ряс. ВХД Кривые, характериау7опгие относительный гармонический состав выходного напряжения ЛИН с ШИР в соответствии с рис.
8.6, б Рнс. 8.6. Временные диаграммы однофааного мостового АИН прн ШИР с не вависяпГей от параметров нагрузки формой кривой выходного на- пряжения АИН при рассматриваемой форме кривой выходного напряжения позволяет осуществлять его регулирование в диапазоне от нуля до наибольшего значения изменением угла сс от О до 180'. Наибольшему значению выходного напряжения соответствует кривая ив(() на рис. 8.3, б. На рис. 8.7 приведены кривые, характеризующие относительный гармонический состав выходного напряжения инвертора при регулировании.
Изменение амплитуд гармонических подчиняется зависимости (7ам =- — гйп тп/2, 4Е (8.2) где т =1, 3, 5, 7, 9,... — номера гармоник. проводимость то тиристоров Т„Т„(интервал 6,— 6, на рис. 8.6, а, б), то тиристоров Т„Т, (интервал 9в — 9,). Интервал (7 определяет паузу в кривой выходйого напряжения. Интервал а характеризуется открытым состоянием одной из пар накрест лежащих тиристоров и определяет длительность импульсов в кривой выходного напряжения.
Характер происходящих в инверторе пропессов отличается от рассмотренных режимов лишь на интервалах (). Здесь пропессы обу- словливаются замыканием тока активтг но-индуктивной нагрузки через остав- шиеся в проводящем состоянии тиристор 4 и диод, подключенные к общей питаю- а) 7 щей шине и образующие для нагрузки короткозамкнутый контур. Так, на интервале 6, — 9, ток проводят тиристор Т, и диод Д„ а на интервале 9, — 9а— тиристор Т, и диод Д,.
Кривые токов Ю тиристоров и диодов показаны на 77 рис. 8.6, в — е. Как видно из рис. 8.7, в кривой вьгходного напряжения при р""",, гулировании имеется довольно значительное соцержание наинизшф 3-й гармоники, наиболее трудно поцвергаемой фильтрации. Для ул)а~ шениЯ гаРмонического состава целесообРазно пеРеходить к Ш)4Ро, числом импульсов на протяжении периода Кь 2 (например, К =,8 гд умн 4Е/л' в,в и„ фу 44 в,уу Рнс. 8дк Кривые выходного напряженая АИН прн однополярной (а) н двуполярной (б) ц)ИЫ Рнс. 8.8.
Кривые, характернаующне относительный гарыонняескнй состав выходного напряженна АИН с ШИР пря К=8 а см. Рис. 8.4). Для получения формы кРивой с К= 2 интервал = 180' разбивают на К(2 интервалов, в которых производят переключение используемых в инверторе ключевых элементов (тиристоров или транзисторов).
При этом угол гх (длительность выходных импульсов) изменяется в диапазоне от 0 до 2/К 180'. Па рис. 8.8 прий~ дены кривые, характеризующие относительный гармонический состав выходного напряжения (см. рнс, 8.4) при регулировании. Формирование кривой выходного напряжения инвертора '(т, с уменьшенным содержанием гармонических й Соцержание гармонических может быть существенно снижено при использовании цгнротнонмпульсной модуляции (ШИМ), Я которой кривая выхоцного напряжения инвертора формируетсяй1в виде импульсов, промодулированных по синусоидальному закоф (рис. 8.9, а).
Применение Ш))й4 обеспечивает преимущественное 'с' держание в кривой выходного напряжения основной гармоники ыф и минимальное содеРжание высших гаРмонических с близкимитпы, основной гармонике частотами (в частности, З-й, 5-й и 7-й), хотя ф моники с более высокими частотами могут быть значительны. ".,'- эти гармонические могут быть дегко отфильтрованы с помощью пр тейших фильтров, устанавливаемых перед нагрузкой. Регулировав вьгходного напряжения (действ)ющего значения его первой гармони 446 В 8.8. СПОСОБЫ ФОРМИРОВАНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫХОДНОГО нАпРяжения трехФАВных Аин Трехфазные АИН выполняют по мостовой схеме (рис. 8.!О), состоящей из шести тиристоров Т,— Т, и шести диодов Д,— Д,.
Диоды включены встречно-параллельно тиристорам и выполняют ту же функцио, что и аналогичные диоды в однофазной схеме (см. рис. 8.2). лн в) в Рис. 8.10. Схема главных пеней трехфавного мостового АИН Рис. 8.!1. Кривые линейных напряжений трехфазного мостового АИН в режиме ф = !80' (а) и нри ШИР с Ка н = 4 (б) осуществляется изменением ширины 'выходных импульсов (глубины модулах(ии). Кривая выходного напряжения, показанная на рис.
8.9, а, характеризует о д н о п о л я р н у ю ШИМ, так как выходные импульсы в течение полупериода имеют одинаковую полярность. Применяется также д в у п о л я р н а я ШИМ, при которой вместо пауз в кривой выходного напряжения на рис. 8.9, а содержатся импульсы противоположной полярности. На рис. 8.9, б показана двуполярная кривая выходного напряжения, получаемая одним из методов улучшения гармонического состава выходного напряжения. Поскольку он обеспечивает исключение некоторых, в частности наиболее нежелательных низших гармонических (3-й и 5-й или 5-й и 7-й), его называют м е т о д о м и збярательного исключения гармонических.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
