Главная Автономный инвертор - преобразователь постоянного тока в переменный



no двум Параллельным цепям: фаза Л~ конденсато Ci -тиристор Гг и фаза В- тиристор Та. В nepayj цепь оказывается вклЮченным конденсатор, в результ£ те ток переходит во вновь вступающую в работу фаз; нагрузки В. На этом процесс коммутации заканчивается Таких коммутаций в трехфазном мостовом инверторе $1 период выходной частоты шесть.


pOCto, если на каждый тиристор подавать два узких правляющих импульса, один в момент вступления , работу данного тиристора, другой с отставанием отно-нтельно первого на я/3. Соответствующая ДИЭГрамма правляющих сигналов показана иа рис. 3.

В заключение рассмотрим еще одно требование к си-теме управленИя, вытекающее из особенностей структу-ы регулирования электро-ривода с автономным ин-

Рис. 2. Схема автономного инвертора тока с отсекающими диодами.

Рис, 3. Диаграмма управляющих импульсов aBTfjHOMHoro инвертора тока.

С точки зрения требований к системе управления вьг деляем два обстоятельства: 1) подачей управляющеп сигнала на тиристор вступающей в работу фазы обеспе чивается как включение данного тиристора, та* и вьг ключение тиристора выходящей из работы фазы (так иа-зываемая междуфазовая коммутация); 2) ток включиВ Шегося тиристора пе прерывается « течение период; дзниого тиристора.

С учетом данных обстоятельств устанавливаем, чп управляющие сигналы инвертора должны представлят! собой последовательность шести импульсов, следующи, друг за другом со сдвигом л/3 (в угловых единицах вы ходной частоты инвертора) длительностью, достаточно!

ДЛЯ включения тиристоров, но не более -it.

ОДнако при запуске инвертора должны одиовременнс включиться два тиристора: один в анодной группе, дру гой в катодной. Такой релим обеспечивается наиболее

гртором тока. Электромеха- Тг 1нческая система автоном- 1ый инвертор тока~асин-2 [ронный двигатель прн не- j 1змениом напряжении вы-рямителя, как правило, [еустойчИВа. Обеспечение ус- „ йчивости электромеханиче-,кой системы и формирова-ие близких к оптимальным этических и динамических арактеристик электропрн-ода возможны при регули-оваиии тока выпрямителя в

пнкцпи абсолютного скольжения двигателя [8]. Сигнал [бсолютного скольжения асинхронного короткозамкнуто-i двигателя определяется как разность двух напряжений: 1ДИ0Г0, пропорционального частоте, и другого, пропор-Тионального частоте вращения. Йля измерения скольже-[ия, составляющего 3-4% поминальной чЭСтоты, с точ-)стью 107о требуется, чтобы каждая составляющая змерялась с точностью пе-менее 0,15-0,2%. Следова-;льно, система управления автономным инвертором олжна обеспечивать воспроизведение частоты относи-гльно управляющего сигнала Uf с точностью не ниже ,157о относительно номинального значения, причем ука-1нная точность должна выдерживаться во BceiM необхо-IMOM для управления приводом диапазоне частот.

3. ДИАГРАММЫ ВКЛЮЧЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВЕНТИЛЕЙ ИДЕАЛИЗИРОВАННОГО АВТОНОМНОГО ИНВЕРТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Идеализация касается вентилей схемы, которые пола-аем полиостью управляемыми. Близкими по своим зоиствам ,к полностью управляемым вентилям являются эанзисторы, работающие в клЮчевом режиме. -Выпус-



каемые промышленностью тиристоры являются прибор ми с неполной управляемостью, Подачей управляющег сигнала при наличии положительного анодного напрярр жения тиристор может быть включен. Для выключеии тиристора необходимо уменьшить ток, яротекающи через него, до нуля, для чего применяются специальны устройства, обеспечивающие иринудительное выключс ние тиристора. Существующие многочисленные схемы ти

Фильтр!,/ Высших гармоник

Допустим, тран.чистор flTi включен, а ЯГо выключен, агруэка гн может быть в рассматриваемый момент мени потребителем энертии. В этом случае ток чере.з fJTi протекает от источника постоянного тока к нагрузке, потенциал точки 3 равен потенциалу точки 2, г, е. + lJd/2. Но в рассматриваемый момент времени нагрузка Ыключе может работать в генераторном режиме, при этом ток нагрузки протекает через Дь и потенциал точки 3 также будет равен +С 2. Обра- jrin, щаем внимание на то, что фщ протекание тока через

1/7Г2

Рис. 4. Однофазная схема инвертора напряжения на тран311стора,\.

ристориых автоно.мных инверторов напряжения различг ются исполнением устройств принудительного выклюж ния тиристоров.

Режимы управления вентилями инвертора оказываю влияние иа характеристики преобразователя. Это можн выяснить ири рассмотрении идеализированного ннверт! ра, конкретное исполнение устройства принудительно! выключения при этом, как будет показано ниже, кач ствеиного значения не имеет.

Трехфазные автономные инверторы напряжения bi полняются в виде трех полумостовых инверторов, раб

тающих со сдвигом, кратным-у я, на выходной часто-

41 )ЫТЬ

инвертора, и подключенных к общему источнику постоя1штри ного тока. Для выяснения влияния режимов управлеп ключевыми элементами инвертора достаточно рассмс реть работу полумостового инвертора (рис, 4), им в виду, кроме общепринятых допущений об идеальнь характеристиках по-тупроводниковых элементов, транзисторы nVi и ПТг включены поочередно в течеиЛен равных промежутков времени. Покажем, что при такс гильным режиме управления напряжение на нагрузке определяерце ся только программой работы транзисторов ЯГ1 и Я и не зависит от значеиия н характера нагрузки.

диод /li прн генераторном i*"£ режиме нагрузки возможно пе благодаря тому, что включен ЯГ), а в силу того, что ПТ> выключен (рис, 5,а, б). Напряжение иа нагрузке в соответствии с диаграммой включенного состояния riTi и т\ показано на рис. 5,в, ам Же условно изображены диаграммы нагру-


зочного тока для различ- и," ных характеров нагрузки

(рис, 5,г-Ж). По взаИМ- 5 д„ягр..мма вььхо.тного то-

ному расположению на- ка и напряжения инвертора напряжения иа выходе ни- пряаення при paj.iHHiOM характе-вертора и нагрузочного нагрузки, гока наглядно видно, что для всех случаев иа-рузки последняя но отношению к источнику по-тоянного тока одну часть полупсриода инвертируемого апряжения является генератором (ток протекает через диод, соответствуюи1ий участок нагрузочного тока за-хован на рис, 5), другую часть потребителем (ток ротекает через транзистор). Для различных значений разового угла эти части получаются различными. Хотя генераторном режиме нагрузки транзистор, параллель-ый проводящему диоду, может, как и противоположный, выключен, такой способ управления нецелесообра-так -как требует, чтобы система управления вен-

.....и элементами следила за током нагрузки. Про-

систему управления выполнить так, чтобы в течение 5сего яолупериода работы данного вентильного плеча.



состоящего из транзистора и обратного диода, транзи стор был ©ключей. При этом независимо от .характера g нагрузки выходное напряжение инвертора oднoзиaчнq определяется напряжением источника постоянного тока и диаграммой включенного состояния ключевых элемен тов инвертора.

4. ЗНАЧЕНИЕ ПАУЗЫ В УПРАВЛЕНИИ КЛЮЧЕВЫМИ ЭЛЕМЕНТАМ ИНВЕРТОРА

Наличие паузы в управлении ключевыми элементам вносит изменения в работу инвертора в зависимости характера нагрузки. Здесь различаем два случая

а) в момент выключения транзистора IlTi нагрузка п отнои1ению к источнику является потребителем (рис. б.в)

б) в тот же момент нагрузка является генератор (рис. 6,д).

Первый случай имеет место при работе инвертор на активно-индуктивную «агруэку. Ток «агрузки для дан ного случая изображен иа рпс. 6,в. При выключент В транзистора ЯТ) ток «агрузки в силу ее индуктивноп Характера остается неизменным по направлению нзамы

кается через диод обра ного тока Ди- Ток через ПТг не протекает, поэтом} он .может не включатьс$ без всякого влияния н; процессы в системе. Одна ко к моменту спадани: тока нагрузки до иул ЯГг должен быть вкл чей, так как в дальней Шую часть полупериод нагрузка становится п требителем энергии. И рассмотренного ясно, пауза между управление ключевыми элeмeнтaм т\ и ПТй, если она н превышает длительност! генераторного режима иа грузки, ие влияет на процессы в системе. Ревер выходного напряжени осуществляется в мо

9) ik.


4T<

Рис, 6. Процессы в нагрузке при наличии лаузы в управлении ключевыми элементами.

мент выключения ПТи а не включения ПТг (рис. 6,г).

случае, если пауза в управлении превышает длительность генераторного режима нагрузки по отношению к источнику, в течение времени превышения ток и напряжение нагрузки равны нулю. Для такого режима нельзя говорить о незавпсимости выходного напряжения инвертора от нагрузки. На рис. Ь,ж и з показаны ток и выходное напряжение инвертора при наличии ,паузы в управлении ключами для случая часто активной нагрузки без фильтров.

Второй случай наблюдается при работе инвертора на активно-емкостную narpysiKy при наличии фильтров на выходе инвертора (рис. Ь,д и е). К моменту выключения ПТу нагрузка в силу емкостного характера является ге-ератором по отношению к источнику постоянного тока, ток нагрузки протекает через Ду и транзистор ПТ\ может быть выключен без влияния на процессы в системе, при этом реверс выходного иапряжения не происходит.

ыходное напряжение изменяет знак только в момент включения ПТг. Время работы нагрузки в генераторном режиме в угловых единицах выходной частоты инвертора в первом приближении равно фазовому углу нагруз-ки Ф„. Если величина паузы в угловых единицах выходной частоты инвертора меньше фн. она не оказывает влияния на величину выходного напряжения, однако проявляется в фазовой зависимости выходного напряжения инвертора относительно управляющих сигналов от характера нагрузки. Еслп пауза больше указанного времени, «роме фазовой зависимости выходногаиапряжения от характера нагрузки, наблюдается также уменьшение величины основной гармоники и увеличение высших.

В переходных режимах отмеченное влияние паузы приводит к асимметрии выходного напряжения. Для иллюстрации рассмотрим следующий режим (рис. 7): активно-индуктивная нагрузка без фильтров включена па выход инвертора, работающего на низкой частоте. В момент максимума тока нагрузки увеличивается выходная частота. При постоянной времени нагрузки, во много раз превышающей период повой частоты инвертора, ток нагрузки в течение нескольких периодов остается неизменным по направлению. При втом нагрузка является генератором по отношению к источнику в течение тех полупериодов, когда тОк протекает только через обратный диод, и потребителем в те полупериоды, когда



0 [1] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17


0.0108