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
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 1— 4). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
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