Файл: Бирзниекс, Л. В. Импульсные преобразователи постоянного тока.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 136
Скачиваний: 1
Интервал б кончается в момент, когда напряжеииена конденсаторе достигает величины U. В этот момент об ратное напряжение е диода Д снимается и через него начинает протекать ток. Продолжительность интервала 6 можно определить из (9-14), подставляя t=Xо и ис = —U:
С ( и - и СкГі)
* .= |
(9-15) |
|
/ о |
||
|
Минимально возможная продолжительность импуль са выходного напряжения и0 (при продолжительности интервала 3, равной нулю) может быть определена для схемы на рис. 9-1,а выражением
Ха мш ^Хг + Х/. + Хз+ Хб, |
(9-16) |
а для схемы на рис. 9-1,6
Ха м и н = Хі + Хг+Х/х + Хз + Хс. |
(9 -1 7 ) |
Однако для обеих схем эту величину приближенно можно считать равной периоду собственных колебаний контура LC, т. е.
яа™„ ~ 2*1/10. |
(9-18) |
Величина Хадоп, которая в гл. 2—7 используется при сравнении разных способов регулирования для рассма триваемых прерывателей (рис. 9-1,а, б), может быть при нята равной Ха мни по (9-18).
а) Учет затухания колебательного процесса
Как показывают экспериментальные исследования, во многих практических случаях для правильного выбора емкости коммутирующего конденсатора необходимо учесть также потери энергии в контурах его перезаряда. Для этого необходимо учесть эквивалентное активное сопротивление контура перезаряда г. Точное аналитиче ское определение этой величины затруднено, и поэтому можно рекомендовать измерение добротности Q приме няемого дросселя перезаряда и тангенс угла потерь tgö используемых конденсаторов. В этом случае эквивалент ное активное сопротивление цепи перезаряда приближен но может быть определено в виде
r ^ r L+ rc, |
(9-19) |
198
где rL— активное сопротивление дросселя перезаряда и соединительных проводов, а гс — активное сопротивление конденсаторной батареи.
Активное сопротивление гь может быть вычислено на основе измерений индуктивности L и добротности Q по формуле
rL&2rtfLIQ, |
(9-20) |
где f — частота измерения.
Принимая, что при относительно высокой собственной частоте процесса перезаряда в .коммутирующих конден саторах преобладают потери в металлических частях (в обкладках, токолроводах, выводах и переходных кон тактах), эквивалентное последовательное активное со противление цепи конденсаторов может быть принято равным
Зная эквивалентное активное сопротивление контура перезаряда, можно определить угловую частоту свобод ных (собственных) колебаний сос и период Тс затухаю щего колебательного процесса в цепи г—L— С
|
<ВС= У |
— 82; Т 0 — 2іс/шс, |
(9-22) |
|
где 5 = |
r/2L; ®0 = |
I/l/ZC. |
|
|
Как |
известно, |
уравнение процесса затухания |
тока |
|
в цепи г—L— С может быть представлено в виде |
|
|||
|
|
. _ |
исмщ е-ы sin |
(9-23) |
|
|
и |
С0сь |
|
где Ucm(i)— напряжение на конденсаторе в начале пер вого полупериода колебательного процесса.
Выражение мгновенных значений напряжения на ком мутирующем .конденсаторе может быть найдено интегри рованием (9-23)
|
ис ~ ~с~J г'с ^ ~ |
= |
- cos*>" 0 + /C’ (9'24) |
199
где К — постоянная интегрирования, которая определя ется из начальных условий «с = —Ucо при ^ = 0. Следова тельно,
Uc~~Uc» (О Iо>2 |
■sin wct -f- COS (Dct H1- |
(9-25)
После первого перезаряда в конце интервала 2, т. е. при cüci = it напряжение на конденсаторе равно:
^См (2) ^См (I) |
(9-26) |
В конце интервала 5 (см. рис. 9-2), когда при втором перезаряде ток конденсатора становится равным току нагрузки, т. е. при t — 3TrJ4 + h/2 (или ыс.і = Зя/2 + cocW 2), напряжение на конденсаторе равно:
1 _ е -Изгс/«+Ѵ2)
^Ск5 ^См;(!)
Х ( - ^ со5шЛ /2 + 5іпшсЯі/2 )] - 1І. (9-27)
Амплитуды тока конденсатора в первом и во втором полуіпериодах перезаряда могут быть определены по (9-23) с подстановкой соответственно t'=Tc/4; (ысі = л/2)
иt=3Tcj4\ (u>ct— 3n/2). Следовательно,
Йп
I |
__ UCm (I) |
“ с |
2 . |
|
(9-28) |
||
УСм(1) |
о>СІ |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
Т |
|
ѴСкЦ1) |
|
й |
|
Зя |
|
____ |
„ |
“ с |
|
2 |
(9-29) |
||
См (2) |
aaL |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
Кривая тока |
конденсатора |
при |
втором перезаряде |
||||
(в интервалах 4 |
и 5) |
может |
быть |
аппроксимирована |
|||
эквивалентной полусинусоидой, мгновенные значения которой определяются выражением
ісэ=^см(2) sin соо^. |
(9-30) |
Как показывают аналитические и экспериментальные исследования, такую аппроксимацию можно считать вполне допустимой для практических расчетов,
200
Эквивалентный ток конденсатора і'сэ становится райныы току «агрузки /0 при t = Tc/4 + W2 и, следовательно, согласно (9-30)
Іо=Ісщ2)cos cocW2- |
(9-31) |
Отсюда можно выразить продолжительность интер вала 5, в течение которого главные тиристоры Т1 восста
навливают овои запирающие свойства: |
|
||
К = 7 7 - arccos 7 |
> Язаи. |
(9-32) |
|
“ о |
'С м (2) |
|
|
Амплитуда тока /см(2) и угловая частота сос для этого выражения определяются по (9-29) и (9-22).
При выборе емкости коммутирующего конденсатора в выражениях (9-22), (9-29), (9-32) необходимо подста вить такую величину С, которая обеспечивает условие Необходимая величина L в (9-22) и (9-29), как и в предыдущем случае, приближенно может быть вы
брана по условию (9-2), так как скорость нарастания затухающего тока конденсатора меньше, чем при незату хающих колебаниях. Если можно пренебречь влиянием входной индуктивности (учет этой индуктивности пока зан ниже), то требуемую в (9-29) величину іісщі) можно
принять равной входному напряжению |
U. В этом случае |
значение Хдмші может быть найдено по |
(9-16) или (9-17) |
после подстановки |
(9-33) |
Кі mloLIU] |
|
■Хг^Тс/2; |
(9-34) |
^4= 7'c/4 + W2; |
(9-35) |
ta по (9-32), Хе по (9-15) и С/ С к5 согласно (9-27).
б) Учет влияния входной индуктивности
Как показывают экспериментальные исследования, при анализе коммутационных процессов во многих практи ческих случаях необходимо учесть также влияние индук тивности проводов, соединяющих прерыватель е входным фильтром, которая может составить несколько десятков микрогенри (в схемах на рис. 9-1,а, б эта индуктив ность обозначена LBX). При наличии этой индуктивности спадание тока в цепи U—LBX—С—Т2 и возрастание тока
201