Главная Автономный инвертор - преобразователь постоянного тока в переменный



Расчет параметров СУ производптся исходя т грузки на его выходе, куда относятся входная цепь рядного ключа и входная цепь перссчетной схемы а мы управления инвертором.

Разрядный ключ должен за короткий пром« ток времени т разрядить интегрирующий конденсг Ток РЛ равен сумме тока разряда ИК и тока СТ, к рым в данном случае можно пренебречь по сравне с разрядным током. Следовательно, средний ток РЦ время разрядного импульса определяется выражея (23). Средний за период ток равен входному току]

Простейший вариант разрядного ключа предста ет собой транзистор, который шунтирует ИК. Од«1 несмотря на простоту, такой вариант применять не! комендуется, особенно для низкочастотных ЗГ, у рых применяется ИК большой емкости. Большое г ние импульсной мощности Рр, выделяемой в транзис во время разряда, может явиться причиной выхода! из строя, несмотря на невысокое значение среднее период мощности Рср.

Рср =

/««/(2г/);

/8хСэ,./2.

Значительно лучший режим работы транзистора можен в схеме с ограничительным сопротивлен в цепи коллектора, которое рассеивает большую энергии, выделяемой прн разряде конденсатора. Но этом разряд ИК будет происходить по экспонеяцв ному закону:

t/(Ro,„C)

и к концу разрядного импульса полностью не закон ся. В результате этого характеристика ЗГ измену Прн наличии компенсационного резистора в ИК Л1 ность характеристики ЗГ не нарушится, а лишь ннтся наклон:

Благодаря этому появляется дополнительная по ность 8/ частоты, определяемая погрешностью 8.,:

j43 последнего выражения видно, что для ослабления лияйия 5< на стабильность частоты в 20- 30 раз необ-

яимо брать т/(РогрС)>5. Это значит, что мгновенное яачение тока в момент начала разряда должно в 5 раз певышать среднее значение /р за время импульса, что может привести к выходу из строя транзисторов. Для 3f с повышенной стабильностью рекомендуется щ.

триме-


Рие. 32. Разрядный ключ с источником смещения (й) и дна1раммы процессов (б), поясняющие его работу.

нять схему РК с дополнительным источником, приведенную иа рнс. 32,а. Диод Д предназначен для фиксации нулевого уровня напряжения ИК. Процесс разряда протекает по закону (рнс. 32,6)

см+:(4+/эт)"""

(31)

Величины Рогр и £см должны быть такими, чтобы за время t конденсатор успел разрядиться:

с 1п(1+Уз,/£с«)

l32)

При выборе напряжеиия источника см следует помять, Что увеличение Еш приводит к уменьшению разни-ВД между значениями разрядного тока в начале и кон-:г Рряда и, следовательно, улучшению режима работы раизистора РЛ, а также к увеличению мощности, рас-



сбиваемой ограничительным резистором Ro,v, и уве иию максимального напряжения Иа транзисторе Pi

1 +2-<

Обычно величина Ясм/<4т лежит в пределах О, Следует остановиться eute на одном обстоятел: из-за которого целесообразно усложнить схему р ного ключа. Это обстоятельство заключается в то:

обратный ток коллсктсй

ЛГ1 г- -irfp.


I----

±t С

перехода влияет иа чг ЗГ и его изменения ске ются на стабильности Для устранения этого"

ния обычно ИСП0Л1

схема со смещенным д» приведенная на рис. 33. противление резистора выбирается таким обр чтобы падение напря) иа нем от обратного коллекторного пер« транзистора РК было меньше разности Ek~~U„. В случае диод Д) при закрытом транзисторе РК будс крыт и через И К будет протекать только обратные

Рис. 33, Траизисторио-диодный разрядный ключ.

Рис,*34. Прйяцнпиальнач схема ЗГ на основе ГПН,


1»йбДй> коР" обычно значительно меньше обратного Joivii транзистора.

На рис. 34 приведена принципиальная схема ЗГ, .уойчиво работающего в диапазоне 1:500. Стабильность его не хуже ±0,3% в диапазоне температур от +5 до +50"С, что достигается включением компенса-1Ш0ИНОГО диода Дэ, компенсирующего ие только темпе-паТУрньп"! дрейф стабилитрона CTi, с которого снимается эталонное напряжение, но и температурный дрейф остальных элементов схемы,

12. ОДНОБИБРАТОРЫ

Одновибратор (ОВ) является лементом системы управления инвертором с ШИР и предназначен для формирования импульсов требуемой длительности. Длительность выходных импульсов ОВ, зависящая от величины входного сигнала системы управления ih\ (рис. 1),определяет величину выходного напряжения инвертора при широтно-импульсном регулировании. К стабильности ОВ не предъявляется специальных требований, их погрешность может достигать нескольких процентов. Это облегчает выбор схемы ОВ. В качестве простейшего ОВ можио использовать описанное выше спусковое устройство. ЗГ (рис, 31), Для возможност-и регулирования длительности импульса при помощи внешнего .электрического сигнала базовый резистор /?г>2 подключается к источнику управляющего сигнала вместо коллекторного источника Ей. При этом ширина выходного импульса определяется соотношением

„ = /?52С1п(И-£к/1вх).

К недостаткам такого ОВ следует отнести: 1) узкий диапазон регулирования ширины импу.тьса; 2) нелинейность характеристики; 3) большое время восстановления,

Последний недостаток особенно существен, поскольку сокращеипе длительности паузы между импульсами повышает коэффициент использовання элементов .сило--вой схемы автономного инвертора при ШИР, В связи с вышеуказанным этот простейший ОВ не нашел практического применения в системах управления инвертором с ШИР.

Полностью Удовлетворяет требованиям, предъявляемым к ОВ, схема ЗГ на основе ГПН (см. % 11), пере-



строенная для работы в ждущем режиме, В этом чае в качестве спускового устройства (СУ) в фуни нальной схеме на рис. 26 используется триггер. Для Э1, в принципиальной схеме рнс. 34 достаточно замеи емкостную обратную связь (Сг) резисторной. Тригге! полученной таким образом схеме ОВ работает в pel ме с раздельными входами, на од1щ из которых подг си выходной сигнал промежуточного усилителя, а другой - тактовые импульсы.

ТаитоЬые . импульсы 21 ~

ввшд

Рис. 35. Диаграммы напряжений иа элементах одиовибратора.

Выход триггера, на котором появляется отрицате ное напряжение после прихода тактового имнульса, ляется выходом ОВ. Транзистор ?К управляется пульсами с противоположного выхода триггера та» образом, что когда напряжение на выходе ОВ равно лю, ключ замкнут и ИК разряжен. Когда напряжение выходе ОВ отрицательное, транзистор РА закрыт и денсатор заряжается.

При отсутствии входных (тактовых) импульсов ма ОВ находится в устойчивом состоянии и ее выходи сигнал равен нулю. В момент прихода тактового пульса схема переходит в противоположное состоя! (неустойчивое) и остается в нем © течение времени ряда ИК до напряжения [V) эталона. В указанном тервале времени нгтряжеине на выходе ОВ отрицат ное, последний формирует импульс.

Процессы в схеме ОВ поясняет диаграмма иа рис,: В момент времени = 0 на вход ОВ, находящегося в усТ; чивом состоянии, поступает тактовый импульс (рнс, 35,1 Триггер схемы переключается и закрывает траизис РК. Конденсатор начинает заряжаться (рис. 35,6).Bf мент времени t==ii напряжения «с и Сэк становятся р

нымн и на выходе промежуточщ)го усп.1птеля \\mv,nmt-ся импульс (см. § 11), переключающий триггер в первоначальное состояние (рис. 35,6). Транзистор РК открывается, и конденсатор разряжается. В этом состоянии схема остается до появления следующего тактового импульса на входе ОВ (момент времени t~h)), после чего процессы повторяются.

На рис. 3.5,г показана форма выходшлх импульсов ОВ. Частота следования импульсов определяется частотой тактовых импульсов, длительность - величиной вход-Н01Ю управляющего напряжения.

В связи с тем, что ОВ генерирует импульсы, у которых входным управляющим сигналом должна регзлиро-ваться длительность, а не частота следования, как у ЗГ, необходимость в компенсационном резисторе, включенном последовательно с ИК, отпадает. При этом характеристика ОВ определяется зависимостью

•{] зтСРвх,

т. е. шнрппа импульсов ОВ обратно пропорциональна управляющему сигналу н прямо пропорциональна величине эталонного напряжения. Если н качестве t/вх ОВ использовать входное напряженпе Vd автономного инвертора, то выходное напряжение Пих инвертора прн постоянной выходной частоте получится ие зависящим от С( благодаря обратной зависимости tu от а при регулировании частоты выходное напряжение инвертора будет изменяться пронорциЬиально частоте. В этом случае в системе электропривода можно обойтись без специального регулятора Цъых.

Подрегулировку в небольших пределах f/вых можно осуществлять вручную изменением Р,и или автоматически, подавая вместо Lst сигнал от специального устройства.

13. НАЗНАЧЕНИЕ И ТИПЫ ВЫХОДНЫХ ФОРМИРОВАТЕЛЕЙ -ИМПУЛЬСОВ

Выходные формирователи импульсов являются оконечным каскадом системы управления инвертором и выполняют функции усиления параметров управляющих импульсов до требуемых значений и потенциального раз-Деления элементов системы управления и силовой схемы. Обязательными элементами схемы выходного фор-



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


0.0137