promel (967628), страница 109
Текст из файла (страница 109)
8.34) состоит из двух астков. Спадающему участку соответствует запертое состояние анпрямителя. Этот участок определяется собственной характерис- (8.34) 4?! тикой инвертора. Уровень 1/соз9 га характеризует предел комму; тационной способности инвертора (миннмально возможное выходи напряжение и максимально допустимый ток нагрузки). Увеличение угла и приводит к росту напряжения стабилизации и увеличении спадающего участка. В пределе при и = 90' выходная характерис тика инвертора определяется его лида собственной характеристикой.
Очевидно, стабилизация выходка. И' ь 3 го напряжейия при йзменяющемся ли~ Яр' токе нагрузки, а также при постояк. ных напряжении Е и угле и будет осуществляться за счет изменения тока обратного выпрямителя 1, . Ко. нец вектора тока 1,, (см. рис. 8.33) при этом будет перемещаться по ливи(га) нии Л41т', параллельной вектору Рис. 8.34. Внешние характерно- (1а(1а) и удаленной от него по оси тики АИТ с упрааяяемым озрат- абсцисс на величину тока вектоньм выпрямителем при а = 0 ра 1и. 2 па У/Садм1п 1 5 8.7.
АИТ С ИНДУКТИВНО-ТИРИСТОРНЫМ КОМПЕНСАТОРОМ Рис. 8.36. Векторная диаграмм мма АИТ с индуктиаио-тиристорны иым компенсатором Ркс. 8.33. Структурная схема АИТ с ян- дуктиино-тиристорным комкенсатором 472 Этот метод стабилизации (реже регулирования) выходного напряжения АИТ основывается на включении в выходную цепь инвертора (рис.
8.28, 8.35) аналога регулируемой нндуктивности с целью компенсации реактивности конденсатора в условиях изменения тока нагрузки. Векторная диаграмма токов инвертора с индуктивно-тиристорным компенсатором приведена на рис. 8.36. В отличие от предыдущих векторных диаграмм (см. рис. 8.30, 8.33) индуктивно-тиристорный компенсатор создает составляющую тока, вектор 1„которого 7сг и =) 2(7 з1п ыд Если предположить, что тиристоры Тки Ткя отпиРаютсЯ в моменты вРемени п12, 3п12, бл12 и т. д., то ток в цепи будет таким же, как и в отсутствие тиристоров: заправлен параллельно оси абсцисс навстречу вектору тока 1 .
При одинаковых параметрах нагрузки и питающих напряжениях это вызывает рменьшение вектора тока 1и и соответственно загрузки тиристоров инвертора по току по сравнению с использованием обратного выпрямителя. Стабилизирующее действие компенсатора основывается на том, что при изменении тока нагрузки происходит изменение задержки моментов отпирания тиристоров Ти„Т„я относительно моментов отпирания тиристоров инвертора. Благодаря этому изменяются эквивалентная индуктивность компенсатора и ток 1„что обеспечивает неизменность угла О, а следовательно, и напряжения ()я.
Очевидно, при этом конец вектора 1„будет скользить по линии МЛ(, параллеаьиой вектору ()я и удаленной от него по оси абсцисс на величину вектора тока лв ! . В отличие от АИТ с управляемым ж обратным выпрямителем, где для стабилизации выходного напряжения достаточно задать требуемый неизменный ггг угол а задержки отпирания тиристоров выпрямителя, здесь для осуществления стабилизации необходимо иметь СВЯЗЬ тЕКущЕГО ЗиаЧЕНИя НаПряжЕНИя гм на выходе инвертора с углом отиира- в. ния тиристоров компепсатора. Иными словами, в схеме должна бьппь осушествлена обрагпн я связь по напряжению. и,(„) в,.
Принцип действия индуктивно-тиристорного компенсатора основан на б г,зге применении встречно-параллельных ти- Я ) х хеуг в' ристоров, включенных последовательно с индуктивностью (рис. 8.37, а). Примем напряжение на входе синусоидальным (рис. 8.37, б); ггг („= — з)п (е( — и)2). )/2 (7 ы1. Угол управления тиристорами для этого случая принимается равным ну- Рис.
3.37, Иилуктииио-тиристорная цепочка (а); импульсы управления тиристорами, а также кривые напряжения и тока цепочки при и = О (б) и и ) О (в) 473 lуаага (,р а) а (б я вб йа уб Во а. Рис. 8.88. Относительный гармонический состав ириной тока компенсатора при изменении угла и Рис. 8.89. Схема индуктивно тиристорного компенсатора прн включении треугольником (а);кри. ван линейного тока (б) тивности. Оценку такого приближения дает разложение в ряд Фурье кривой тока !'„, результат которого представлен на рис. 8.38.
Кривые показывают отношение действующих значений гармонических составляющих тока 1,„к действующему значению его первой гармоники 1„<по при а == О. Наибольшее значение 3-й гармоники составляет!4% и 5-й — 4,8% от основной. Остальные гармонические не учитываются ввиду их малости. Выражение для первой гармоники тока при изменении угла а имеет вид Р'2 (1 !' 2е Мп2ай (к и! = — (! — — — — ) з!и ю1. й к 1г Отсюда следует, что изменению угла а соответствует эквивалент ная индуктивность, зависящая от угла ая (8.35) 2а а!п 2а ! — —— лю (а = О) и отсчитывается от указанных моментов вр Ток ги при а = О имеет максимальное значение.
смени При а.=» О (рис. 8.37, в) кривая тока г„ имеет импульсный кар ' теР и состоит из отРезков синУсоиды длйтельностью и — 2а. арак- С ростом угла а длительность полуволн тока г„будет сокр ащат и при а =- я12 1„=- О. При этом важно отметить, что первая аармон™ аться ника тока 1„(1„,!! на рис. 8.37, в) имеет фазовьгй сдвиг относительно „ая ряжения на входе, равный п12 в сторону отставания. Иным и слова- А Ю с ми, при изменении угла а индуктивно-тиристорная цепочка по первой гармонике тока представляет собой аналог регулируемой индук- При а =-0 Т.„„= 1. и при а = и/2 Ь,„„= — со.
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 г„л (кв, г„с 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.
Б 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. Б результате циркуляции активной мощности в цепи источник питания — инзертор — 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.
й 88. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫИ РЕЗОНАНСНЫИ ННВЕРТОР БЕЗ ОБРАТНЪ1Х ЙНОЛОВ Резонансные автономные инверторы (АИР) предназначены для преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение повышенной частоты (от 500 — 1000 Гц до 5 — 1О 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.
Б последнем случае выходным напряжением преобразователя является выпрямленное и сглаженное напряжение инвертора. АИР обычно выполняют однофазными (преимугцественно по мостовой схеме) с использованием одиооперационных тиристоров. Конденсатор в АИР может включаться параллельно нагрузке или последовательно с пей. Б зависимости от этого различают п а р а л л е л ьиые и последовательные АИР.Процессы,протека|ощие в АИР, характеризуются колебательным (резонансным) перезарядом конденсатора в пепи с индуктивностью, в которую может входить индуктивность нагрузки. Параллельные АИР выполняют по схеме рис. 8.19, а, в которой индуктивность Ь и конденсатор С рассчитывают так, чтобы при от- 47В пирании пары накрест лежащих тиристоров (Т„Т, или Т,, у;) цесс перезаряда конденсатора имел колебательный характер и заканчивался в течение полупериода.
В результате ток инвертора 4 имеет форму двуполярных импульсов в виде полуволн синусов а входной ток т'„получается прерывистым. Если паузы между око„' чанием протекайия тока через одну пару тиристоров и моментом тйэ "т""" "Р" ) )р м) пары малй нли равны нулю, то напряжение на нагрузке близко ! к синусоиде. На практике в АИР чаще используют последовательное или по- т следовательно-параллельное включение конденсаторов.
На рис. 8АО приведена простей- Ю ~ ~гг Гт~. ' шая схема резонансного инвертора, й та Гд ) ! (Ге т) состоящая из инверторного моста гтрк ' ~ на тиристорах Т, — Те и последовательно включенных в его диаго- г) нали конденсатора С, нагрузки д Я„и дополвительного дросселя Е,. Кривая тока выходной цепи инвертора т'„(4) (тока нагрузки т„) л 6 р ~~ада)~ !~ иг ))) р и т е! р Рис. 8.40. Простейшал схе- л)а АИР Рис 8 41 Временнй диаграммы, нади)стриругошие электромагнитные ироиессы в схеме рис. 8.40. формируется путем попарного отпирания накрест расположенныХ тиристоров инверторного моста (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
