Файл: Бирзниекс, Л. В. Импульсные преобразователи постоянного тока.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 138

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

для третьего способа при у = у мапс;

 

 

 

 

 

для четвертого способа

при 7 = 7 ,1 1 1 4

или у = у Макс

(в зависимо­

сти от того, что больше: у,,акс или І^умпп)-

 

 

 

 

Если

при

четвертом

способе

заданное у Ма н е > 1 —у Мцн, то

для

расчета

максимальной

пульсации

в выражение (2-75)

необходимо

поставить

Ѵ а4= 7 м аи с,

а

если> наоборот,

у Иа к с < 1 — умип,

то у а1 =

7 ,гни. В рассмотренном

примере уманс = 1—Умип

и. следовательно,

максимальные значения пульсации

 

 

 

 

 

 

тока имеют место как при умип,

 

 

 

 

 

 

так и при у „ а к с

(рис.

2-16).

 

 

 

 

 

 

 

В

силу

изложенного

макси­

 

 

 

 

 

 

мальные значения

пульсаций тока

 

 

 

 

 

 

А/» и напряжения

AC/ с .

входного

 

 

 

 

 

 

фильтра

могут

быть представлены

 

 

 

 

 

 

соответственно

в

виде

выражений

 

 

 

 

 

 

(2-80) — (2-83)

в

табл.

 

2-4

и

 

 

 

 

 

 

(2-84) — (2-87)

в табл. 2-5;

где у а 4

 

 

 

 

 

 

в (2-83)

равно у мпн ИЛИ Умакс-

 

 

 

 

 

 

Как следует из рис.

2-18, наи­

 

 

 

 

 

 

меньшие

максимальные

значения

 

 

 

 

 

 

пульсаций во многих случаях мо­

 

 

 

 

 

 

жет

обеспечить

четвертый

способ

 

 

 

 

 

 

регулирования

и

поэтому

для

 

 

 

 

 

 

сравнительной оценки целесообраз­

Рис. 2-17. То

же,

что

на

но максимальные значения пуль­

саций при других способах регу­

рис. 2-16, для второго и третье­

лирования

отнести

к

максималь­

го способов

регулирования.

 

ным пульсациям при этом способе

 

 

 

 

 

 

регулирования. Таким образом,

 

 

 

 

 

 

можно получить исходные выра­

 

 

 

 

 

 

жения

(2-88) — (2-93) в

табл. 2-6

 

 

 

 

 

 

для

сравнительной

оценки.

 

 

 

 

 

 

 

 

В § 2-3 тюказано, что если от­

 

 

 

 

 

 

ношение (Продолжительности мини­

 

 

 

 

 

 

мального импульса к продолжи­

 

 

 

 

 

 

тельности

минимального

периода

 

 

 

 

 

 

х = Х л

доп/Тдоп

меньше

0,25/(1 —

 

 

 

 

 

 

—Умип),

то коэффициент Кі выби­

 

 

 

 

 

 

рается по (2-33), а

 

если

х >

 

 

 

 

 

 

>0,25/(1 —■умни),

то по (2-34). Вы­

 

 

 

 

 

 

ражения

(2-88)— (2-93)

могут быть

 

 

 

 

 

 

преобразованы в формулы (2-94) —

 

 

 

 

 

 

(2-99) и (2-40) — (2-45)

(табл.

2 -6 ).

 

 

 

 

 

 

Эти преобразования проведены так

 

 

 

 

 

 

же, как при составлении

табл. 2-3.

 

 

 

 

 

 

При этом необходимо отме­

0

о,г

оу

о,в

as

 

тить,

что выражения для

определе­

1,0

ния

относительных величин

макси­

Рис. 2-18. Зависимость относи­

мальных пульсаций наіпріяжѳния на

конденсаторе входного фильтра со­

тельных величин пульсаций на­

впадают с соответствующими вы­

пряжения

на

конденсаторе

ражениями

(2-40)— (2-55)

в табл.

входного фильтра

для

четырех

2-3, полученными для

относитель­

способов регулирования при та­

ных

величин

пульсаций

тока

на­

ких же исходных данных, что

грузки,

и имеют такую

жезависи-

на рис. 2-16.

 

 

 

 

53


□ 3

 

 

,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мость от отношения х, т. е.

за ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

висят только от заданных пре­

 

■мл/г*

V __

 

 

 

- -

---- \

делов

регулирования

умип

 

и

 

умыJ

 

 

 

 

 

 

 

 

Ум а кг.-

Поэтому, -наіпіртнмер,

при

 

 

 

 

 

- 7 \_'

 

 

 

 

 

/

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

Умнн= 0,05

и

умакс~0,9о,

пак

 

 

 

 

 

 

s2

 

 

 

 

и в примере,

рассмотренном

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

§ 2-3, соответствующие кривые

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

зависимости относительных

ма­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ксимальных ,пульсаций напря­

О

0,!

0,2

0,3

ОМ

0,5 0,8 ОМ 0,8 0,9 ’.О

жения

на

конденсаторе

филь­

Рис. 2-19. Зависимость максималь­

тра

от

X

будут

такими

же,

ных значений пульсаций тока ис­

как показано

на

рис. 2-42.

 

 

точника

 

питания (относительно

 

Постояліные репулироваиия

максимальных пульсаций тока ис­

К і.

Кз

 

и

Л’з

ів

выражениях

точника при четвертом способе ре­

(2-94)— (2-99)

 

в

табл.

2-6

так

гулирования)

от

показателя

х =

же,

как в выражениях

(2-40) —

—Л-лдоп/Тдоп для трех способов

(2-45), в табл. 2-3 выбираются

регулирования

 

при

у Мнн= 0,05

и

согласно

 

условиям

(2-27) —

Умакс = 0,95.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2-34),

т.

 

е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для первого способа регу­

янная

Кі определяется по (2-27),

лирования

при

X< умип посто­

а

при

х > у м1І„ — по

 

(2-28).

по

для

второго

способа

при

х < у макс

постоянная

/<2 выбирается

(2-29),

а при х > у макс — по

(2-30);

 

 

 

 

 

Кз

 

 

 

 

 

 

для

третьего

способа

при

х < у М1Ш постоянную

 

можно

опре­

делить по (2-31),

а при х>умип — по

(2-32).

 

 

 

значения

пульса­

 

В качестве примера сравним максимальные

ций тока источника питания при че­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тырех

способах

регулирования

для

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

таких

же

 

пределов

 

регулирования,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

как в § 2-3, т. е. умпн=0,05,

умакс =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

0,95

И Умип= 0,1,

Умакс= 0,6.

Ре­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зультирующие кривые этих сравни­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тельных расчетов приведены соответ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ственно

на

рис.

2-19

и

2-20

(кри­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вые 14).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для сравнения способов регули­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рования практический

интерес

пред­

Рис. 2-20. То же, что

 

па

ставляют

значения • х = х4і;

х = х 2і и

 

х = х з 2,

при

которых

 

соответственно

рис. 2-19, при Умин—0,1

и

четвертый и первый, второй и первый

Ум акс= 0,6.

 

 

 

 

 

 

и третий и второй способы регулиро­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вания имеют

одинаковые

значения

максимальных

пульсаций

тока

источника питания (точки А, Б, В на рис. 2-19

и 2-20).

 

 

едини­

 

Величина Хц может быть найдена путем приравнивания

це выражения

 

(2-101)

 

из табл.

2-6, т. е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 ( 1 - -

Y g - l )

Y g . |

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ymhh

или

_____ Yмпн_____

( 2- 110)

:2^(1-Ya«) Ya,

54


Т а б л иц а 2-4"

Относительная величина пульсаций входного тока (тока источника питания)

Способ регу­

Текущее значение

 

 

 

Максимальное значение

 

 

лирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пг

[ К . , У

 

Д Л макс *

=

g ( ^ Т ф ^

 

(2 - 8 0 )

1.

Т

= ІС,

Д Л * =

0

— Т) Y 2

 

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2 -72)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 - Y

" 2

/ ^ 2

V

 

 

 

1 - Y

mhh

" г

{

K z Y

2 . і Т = К 2

Л / г * ~

 

Y . 2

( Г ф J

Д / 2 м а к е * -

Тмпн

2

\

Т ф )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2 - 7 3 )

 

 

 

 

 

 

 

(2 - 8 1 )

 

 

 

 

 

Y

« 2

( Х з

У

 

. ,

 

Ymbkc

п 2

 

( К г V

3 .

( l - Y ) X

3* ~

1

~ Y

2

( / ф )

 

змак0* -

! -

YM8KC

2

 

^ Г ф у І

Х Т = К з

 

 

 

 

 

(2 - 7 4 )

 

 

 

 

 

 

 

(2 - 8 2 )

4 . Д /„ * -

 

 

 

I

 

w

д /

 

-

1

..

" 2 Г ^ о Ѵ

А / 1 * — ( 1 _ Y ) Y

2 х

 

 

4ЫОК0*

U - Y a . . ) Y a *

2

 

\ - Т ф )

 

=

к <

 

 

 

 

 

 

 

 

 

хСѣ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2 - 8 3 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 2 "75)

 

 

 

 

 

 

 

 

сл

 

П р и м е ч а н и е .

Тф =

2т. V T c ,’ t LQ = L0/ R a-

 

 

 

 

 

 

сл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Индуктивность входного фильтра

к 2

L

'

 

(2 - 1 1 7 )

 

 

3 2 С Д / Імакс*

 

/■ __ 1

Ѵмпн

 

^ 2

 

 

Тмин

8 С Д /гы акс *

 

 

 

 

(2 - 1 1 8 )

Т

__

ѴмакС

 

^ 3

 

1

Тмакс

8 С Д / з ыакС)$.

 

 

 

 

(2 - 1 1 9 )

 

 

г-2

 

2

/■ _

 

^ 4

 

ДО

 

8СД/4МаттС* 0

YdO Ya4

 

 

 

 

(2 - 1 2 0 )


ел

 

 

Т а б л и ц а 2- 5-

СГі

 

 

 

Относительная величина пульсаций напряжения на конденсаторе фильтра

Способ регули­

Текущее значение

Максимальное значение

Емкость входного фильтра

рования

II

At/CH = ( 1 - Y ) Y ^ (2-76)

^ С .м а к с * = ^

(2-84)

c ~ a u l u °

( 2- и з )

 

 

 

^ йи СІмакс*

 

2. Y Т = Кг

Д ^С 2«= ( 1 - 7 ) ^ - (2-77) ^^егмакс*^ (1 Ym h h )

(2-85) С (1 Ym h h ) £/Д£/

(2" 114)

 

 

и л и С2макс*

 

3. (1—Ч )Т = ^ С 3* = 7 % (2-78) ^^С3макс*= Ѵыакс ^ (2-86) с — YMaKC UА П (2-115)

= Кш

и іш СЗмакс*

 

4. Д/о

ДІ/С4, = / С 4 ~ (2-79)

ДС/С4макс*= Ä*

(2-87)

 

/§ £ .

 

С — U2AU

(2-116).

 

 

 

 

и

Л(уС4макс*

 

П р и м е ч а н и е . *<; = ^ в С ’ ТЬ 0 =


Значение к2і можно получить путем приравнивания (2-105) и (2-102) табл. 2-6, т. е.

 

( 1 —

T a t ) ѵ „ 4

Т м а к с

_ _

( 1 —

У „ 4 ) У а 4

 

(1 — Умпп) Умпп

*21

4 ( 1 — Ѵ»ши)г Умпн

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* 2 1

— 2Умакс К О

' Тмпп) Умпн*

 

( 2 “ 1 11)

Как видно из рис. 2-20, в некоторых случаях

третий

способ

регулирования может обеспечить меньшие пульсации тока

источ­

ника, чем второй. Соответствующий критериальный показатель' хзг

может

быть

найден путем

приравнивания

(2-108) и

(2-103), т. е.

1 6 ( 1

Yal)

Уал (1

Умни)2

*32

16( 1

 

Ya-i) Ya<i

fw

 

 

Ymokc

 

 

Yöihii

 

 

IWkC

-V-УмпнУмакс

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Тмакс

 

( 2- 112)

 

 

 

1

Умни

 

2-7. РАСЧЕТ ВХОДНОГО ИНДУКТИВНО-ЕМКОСТНОГО ФИЛЬТРА

И ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРЕРЫВАТЕЛЯ

Необходимая емкость входного фильтра может быть, определена по выражениям (2-84) —(2-87) и (2-113) — (2-116) в табл. 2-5. Необходимая индуктивность вход­

ного

фильтра

может

быть

найдена

по

формулам

(2-80)

— (2-83) и

(2-117) —(2-120) в табл.

2-4 после под­

становки

в них

величины емкости С, определенной по>

(2-113) — (2-116).

(2-113) — (2-120) постоянные регули­

В

выражениях

рования

Ки К2,

Кз и

Кі1

выбираются

по

условиям'

(2-27)

— (2-34),

а

уаі — в соответствии

с примечанием;

к табл. 2-6.

 

 

 

 

 

 

Как показано в § 2-6, в частности на рис. 2-19 и 2-20,. при и<Х4і наименьшие пульсации входного тока может обеспечить первый способ регулирования с постояннойчастотой. Поэтому определенный теоретический и прак­ тический интерес представляет более подробное анали­ тическое исследование электромагнитных процессов во входном фильтре при этом способе регулирования. Эти исследования отражены в работе [Л. 13], где выведены выражения для мгновенных значений напряжения на конденсаторе и входного тока.

По выражениям (6) —(11) в '[Л. 13] могут быть най­ дены пульсации напряжения на конденсаторе и входно-

57