Файл: Бродовский В.Н. Приводы с частотно-токовым управлением.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.07.2024
Просмотров: 113
Скачиваний: 1
С учетом (2-4), |
(2-6) |
получаем: |
||
г'мако — |
&i |
(wBX |
~f" W y . M a K C ) ; |
|
'мин = |
= |
Ki |
(uBX |
W y _ M a K C ) . |
Следовательно, |
IB |
преобразователе тока обеспечива |
||
ется такое регулирование тока i в .нагрузке, при кото
ром при / = 1Макс СУН переключается |
так, что начинается |
||
спад |
тока i, а три |
1 = 1мпн нарастание тока i. При этом |
|
спад |
и нарастание |
тока достигаются |
три таких состоя- |
Рис. 2-5. Графики изменения тока нагрузки в уси лителе напряжения с принудительной коммута цией.
а - " » х = 0 ; б - и в х > и у . м а к с .
ниях ключей Ki—Кь при .которых замкнутыми одновре менно бывают ключи одной из пар (Кь Кз или Kz, КО- При названных состояниях ключей для данного типа преобразователя из 'контуров нарастания и спада не исключается напряжение источника питания. Скорости спада и нарастания тока г определяются в этом преобра зователе .в основном величинами с7ш щ и Ьл. Время спа да и нарастания тока i определяется скоростями спада и нарастания этого тока, а также .выбранной величиной
А!/ (Ыу.макс) •
На рис. 2-5 показаны трафики изменения тока i для
двух значений входного |
сигнала: на рис. 2-5,а « B x ( i o ) = |
||||
= 0; на рис. 2-5,6 uBX(i0) |
= const>«у.макс На рис. 2-5 вы |
||||
делены участки |
изменения то-ка |
I, |
характеризуемые |
||
включением одной из пар ключей Кь Кз или Kz, Kt. |
|||||
Рассмотрение |
работы ПТ при |
ивх |
= 0 а при |
ивх— |
|
— const>иу .макс |
имеет смысл из-за различий в |
работе |
|||
силовых ключей |
ПТ в этих режимах. При Мвх = 0 |
ток i |
|||
87
на выходе ПТ меняет свое направление (знак), а это приводит к тому, что как на участках нарастания, так и на участках спада ток нагрузки сначала протекает через
диоды Дь Дз (Дь ДО, а затем |
через |
ключи Кг, |
Kk(K\, |
|||||||
Кз) |
соответственно. На рис. 2-5 участки |
нарастания |
тока |
|||||||
/ — участки изменения тока / от |
/М ии до |
/макс, |
участки |
|||||||
спада — участки |
изменения |
тока |
/ от /макс до /мин. |
|
||||||
Например, на участке нарастания тока / в интервале |
||||||||||
—h |
(рис. 2-5) |
ток |
/ протекает |
через |
диоды |
Дь |
Дз |
|||
(рис. 2-3) до тех |
пор, пока |
/ ^ 0 , |
а при |
/ > 0 ток протека |
||||||
ет через ключи Кг и Кц. Соответственно на участке |
спа |
|||||||||
да тока / (интервал |
ti—/2) |
ток / |
протекает сначала че-^ |
|||||||
рез диоды Д% Дь, а затем через ключи Ki и Кз- |
|
|
||||||||
При г * в х : > % . м а к с |
(рис 2-5,6) |
ток |
/ не |
меняет |
своего |
|||||
знака. Поэтому цепь протекания тока как на участке
нарастания, так и спада тока / остается |
неизменной. |
||||
Например, |
на |
участке нарастания тока |
/ |
(интервал |
|
—/1) ток |
все |
время протекает по .ключам |
Кг, |
Кь а на |
|
участке спада |
(интервал /1—12) — по диодам |
Ди |
Дз- |
||
Из рис. 2-5 |
видно, что при аВ х>"у.макс необязательно |
||||
производить включение и выключение ключей Ki я Кз— достаточно держать их выключенными. Работа ПТ обес печивается управлением только ключами Кг и Кь- Со
ответственно для тока / другого направления |
работаПТ |
||
возможна при управлении |
только ключами |
Ki и |
Кз(Кг |
и Ki, выключены). Однако, |
как следует из |
рис. |
2-5,а |
при —«у.макс<«вх<иу.макс, когда ток / меняет свое на правление (проходит через нуль), необходимо произво дить попарное поочередное включение (выключение) ключей Кг, Kik и К\, Кз- Применение единого правила для
включения .ключей Ki—Ki независимо от величины |
вход |
|||
ного сигнала значительно упрощает схему |
формирова |
|||
ния ПТ, что будет показано ниже. |
|
|
|
|
На рис. |
2-6 показан график изменения |
тока |
/ |
при |
uBx='UBXm.sm |
Qit. Из него видно, что форма |
тока |
/ |
от |
личается от синусоидальной — по синусоидальному |
зако |
|||
ну изменяется только составляющая тока i0 = IomS'mQit. Отметим, что при принятом способе формирования тока / в нагрузке, .когда контролируется максимальное откло нение мгновенного значения тока от требуемого значе
ния, в рассматриваемом |
преобразователе |
без люфта |
(с попарным включением |
силовых ключей) |
обеспечива |
ется минимальное число переключений этих ключей при любом законе изменения сигнала ггв х . .
88
Рассмотренный преобразователь тока применяется для приводов, предназначенных для замкнутых систем регулирования с высокими требованиями к .качеству ре гулирования. Однако недостатком его является то, что в нем потери мощности от переключения силовых клю чей СУН существуют и при u n x = 0, т. е. тогда, когда ток i0 па выходе преобразователя равен нулю.
Определим зависимость частоты переключений f си ловых ключей СУН от параметров нагрузки и параме тров схемы формирования. Будем считать, что частота
переключений / силовых ключей (частота переключений СУН) много больше максимально возможной частоты изменения / i = Qi/2it сигнала и в х , т. е. при составлении дифференциальных уравнений силовой цепи преобразо вателя для участков спада и нарастания тока i будем считать i 0 = const, «i = const. Примем /'д =0, пренебрежем падениями напряжений на силовых ключах СУН, на фа зе машины от пульсирующей составляющей тока и паде нием напряжения на дросселе от гладкой составляющей тока. Для определенности рассмотрим режим работы СУН, при котором нагрузка потребляет энергию от источника питания (режим потребления). На рис. 2-3 отражен этот режим работы: напряжение Ui направлено
.навстречу току /. Указанное направление припишем по
ложительному |
значению напряжения |
ии |
|
|
||
Составление дифференциальных |
уравнений |
начнем |
||||
с некоторого |
момента времени |
£о = 0, |
когда |
ток i достиг |
||
своего минимального |
значения |
/ м ш , (рис. 2-5,6). В |
момент |
|||
/о замкнулись |
ключи |
Кг, Ki (разомкнулись |
ключи Kt и |
|||
^Кз) |
и ток i начал нарастать. В некоторый |
момент време |
||
ни ti |
он достигнет своего |
максимального |
значения £Макс- |
|
Для |
рассмотренного участка |
нарастания |
тока имеем: |
|
|
Va-ux |
= |
L A ^ |
(2-10) |
89
откуда с учетом принятых начальных условии получаем:
* = и , + - % = ^ * . |
. (2-П) |
|||
Полагая ti—/0=Д^ь |
|
*-д |
времени ti |
|
для момента |
из (2-11) |
|||
имеем: |
|
|
|
|
'макс — |
'мни |
г |
" ' ц |
|
|
|
ь д |
|
|
откуда |
|
|
|
|
A^,=L„ / » ; " ° ~ / ы и ° . |
(2-12) |
|||
В момент времени ti ключи Кг, Ki закрываются -иц ток i начинает спадать в соответствии с уравнением
- U a - U l = LA-£, |
(2-13) |
откуда с учетом новых начальных условий (1 = гМ акс) по лучаем:
•t. (2-1.4)
Полагая tz—/i = Afe, для момента времени h из (2-14) имеем:
|
|
. |
_ . |
|
|
Un + u, |
|
|
|
|
'мин — |
'макс |
7 |
ш 2> |
|||
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
AL |
= |
L , / |
7 п с ~ ^ д н . |
(2-15) |
|
|
Сравнивая (2-12) и |
(2-15), можно |
сказать, что когда |
|||||
ui>0, |
то Л/1>Д/г. Это |
и отражено |
на рис. 2-5,6. На |
|||||
рис. |
2-5,с М\=Мг, |
согласно |
(2-12) |
и |
(2-15) это означа |
|||
ет, |
что |
ui=0. |
|
|
|
|
|
|
Назовем коэффициентом широтной модуляции напря жения источника питания величину Kt:
Подставляя |
в (2-16) выражения (2-12) и (2-15), по-^ |
|
лучим: |
Kt = ui/Un. |
(2-17) |
|
||
При Ui=Un, |
Kt = l (A^i=oo), |
т. е. постоянно включе |
ны ключи Кг, Ki. При «i = — 0 а |
(режим возврата энер-- |
|
90 |
|
|
