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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 137

Скачиваний: 1

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

Е диоде Д в конце интервала 6 не происходит мгновен­ но и конденсатор С заряжается до более высокого на­ пряжения, чем U.

Как известно [Л. 28], приращение напряжения на кон­ денсаторе AUc 'без учета активного сопротивления мо­ жет быть определено по 'формуле

Аис = І0УЦДС,

(9-36)

а продолжительность интервала 7, в течение которого происходит этот процесс, по формуле

Я7= * } /Г ^ С /2 .

(9-37)

После заряда конденсатора до напряжения U+AUc следует интервал 8, в течение которого конденсатор ча­ стично разряжается до напряжения U—AUc по цепи СUД Д2—С. Продолжительность этого интервала

 

Я8 = * ]/І^ С ,

(9-38)

а амплитуда обратного тока частичного разряда

 

I

- _ г.

ѴЦДс

(9-39)

См.(3)Г

 

 

 

Минимальная продолжительность импульса выходно­ го напряжения ?ъаміш определяется, как показано выше

(без учета

LBX), по формулам

(9-15) — (9-17),

(9-27),

(9-29), (9-32) — (9-35). Однако в этом случае в

(9-27) и

(9-29) вместо Ucm(i)=U необходимо подставить

 

и с, o ) = U - М С =

и ~

Jo Ѵ ^ І С.

(9-40)

Скорость нарастания тока в главных тиристорах на

интервале 1

может быть

приближенно определена по

формуле

diT1 __

 

U

 

 

 

 

 

(9-41)

 

dt

Lax

L

 

 

 

 

а скорость нарастания тока во вспомогательных тиристо­ рах на интервале 4

diТ2

^См (2) .

(9-42)

dt

L

 

202


в) Скорость нарастания напряжения на главных и вспомогательных тиристорах

Как показано «а рис. 9-1,0, к славному тиристору 77 в конце интервала 5 скачкообразно прикладывается пря­ мое напряжение Uc-къ- Для ограничения скорости нара­ стания этого напряжения параллельно тиристору 77

можно подключить цепь, со­

 

 

 

стоящую из конденсатора. С!

 

 

 

и резистора Г\. Если считать,

 

 

 

что «запирание» обратного

 

 

 

диода происходит 'мгновенно

 

 

 

и обратный ток через него

. &

 

 

не протекает (в этом

слу-

 

 

чае будет иметь место мак­

Рис. 9-3. Расчетная схема для

симальная скорость

нара­

определения скорости нараста­

стания напряжения «ті), то

ния напряжения на

основных

для расчета процесса нара­

тиристорах

77.

 

стания напряжения по конту­

9-1,а и б)

может

быть со­

ру С—77—LД2— С

(рис.

ставлена расчетная схема, показанная на рис. 9-3. Кроме того, для этого расчета е достаточной степенью точности можно принять, что напряжение на конденсаторе Сі в начале процесса равно нулю, а напряжение на комму­ тирующем конденсаторе С в кратковременном процессе нарастания напряжения иті остается неизменным и рав­

ным Ucvb- В таком

случае, как известно,

ток

в цепи

гL— С при подключении постоянного напряжения опре­

деляется выражением

 

 

 

 

 

U,

 

 

 

 

СкВ е Sl< sin <ßCit,

 

 

(9-43)

і. = — /

 

 

1

L

 

 

 

где

Cl1

 

 

 

 

 

 

 

---- Ѵ ^ О П

S 1 1 Ш0 ! ----- V l c ,

'>

2 L

 

Первая производная этого тока равна:

 

 

dtг = —£ ^ е

!,<^cos(bCli

sina>ci£^>

(9-44)

~di

 

 

 

 

а вторая производная после некоторых преобразований

может быть выражена в виде

х

dt2

—^L- 5 е~ь,г [К , — 8^ /<оС1) sitia>Clf 4- 28, cos®Clf], (9-45)

203*


Напряжение на тиристоре 77 согласно расчетной схеме на рис. 9-3 может быть выражено как

 

Uti== Uск5—Ldiildt. .

(9-46)

Скорость нарастания

этого

напряжения

с учетом

(9-45)

 

 

 

 

 

 

 

d (/rl

rf^Ci<5

г d * i ,

 

г

___

 

dt

~

dt

dt2 —

 

 

 

 

 

 

 

sin cbc,^ +

28, cos u>Cln . (9-47)

 

 

 

 

 

 

 

1-

В частном

случае при

гі = 0

и,

следовательно 6і = 0

 

T

^ ^ e . s i n c o ^ .

 

(9-48)

В этом случае

максимальная

скорость

нарастания

«ті имеет место при sin соСі^м= 1

 

 

 

 

 

(düTi/dt) макс== Uск5 Wei,

(9-49)

т. е. при ШсЛі = я:/2)

в момент времени

 

 

 

 

^м==я/2сйсі-

 

 

 

(9-50)

В общем случае при г4^=0 максимальную скорость нарастания напряжения нті можно найти, исследуя функцию (9-47) на максимум, т. е. определяя вторую производную ит1 и приравнивая ее нулю.

Вторая производная напряжения на главном тири­ сторе после некоторых преобразований может быть най­ дена в виде

1

 

к

, -

-[38j )’cos «)С1І■—

 

dt2

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

8. (зщС1

<■>01

jsinm0^

(9

 

 

 

 

 

 

Приравнивая (9-51) нулю, можно получить выраже­

ние для момента

времени,

при

котором имеет место

максимум производной Иц:

 

 

 

 

 

*м =

-

arctgl-

юсі — з$і____

(9-52)

Зі (3wCI

8|/<о01)

 

 

 

 

В частном случае

при

6i = 0

tgcüci^M= o°,

юс^м = л;/2

и, следовательно,

величина

ім определяется

по (9450),

* 204


Максимальное значение скорости нарастания напря­ жения на тиристоре 77, таким образом, равно:

rfaT,

= U,Ск5 '

Sinü)c,fM+2S, COSCOCl#M .

dt

 

 

(9-53)

Величины Гі и Сі должны быть выбраны такими, чтобы максимальная скорость нарастания напряжения, определенная из данного выражения, получилась бы ■меньше максимально допустимой

 

 

duTl

<

duц

 

(9 -5 4 )

 

 

dt

макс

 

dt

доп

 

Однако это не является единственным условием вы­

бора

а

и Си так как

при

малой

величине сопротивле­

ния

амплитуда напряжения

 

ит1 может достичь

недопу­

стимо

большого значения

(в предельном случае при

гі= 0,

£/тімакс= 2£/ск5). Для

 

учета этого фактора выра­

зим максимальное значение

 

напряжения «ті из

(9-46) и

(9-44)

 

 

 

 

 

 

U,

■UСк5 [г-:

^ COS шсі^мі

sin <DCltKl

(9-55)

где /мі — момент времени, при котором напряжение на гиристоре 77 достигает амплитудного значения.

Величина tMl может быть найдена, если приравнять

(9-47) нулю:

 

28,

(9 -5 6 )

 

Sr/Ис,

 

 

или

28,

 

t g ( i t ^ C l ^ M l ) -----

(9-57)

 

ШС1 ®і/И01

Следовательно,

28,

*«. = — f « - a r c t g T 2 (9-58) ®01 — O|/t0c,

При выборе Г\ и Сі обычно задаются допустимой ве­ личиной напряжения на главных тиристорах С/тідоа и ■принимают такие их значения, при которых выполнено условие

Дтідрц,

(9 -5 9 )

205


Кроме того, сопротивление /ц необходимо выбрать достаточно большим, чтобы ограничить амплитуду тока через тиристоры при их отпирании, когда конденсатор Сі разряжается через сопротивление л и тиристоры, проводящие в прямом направлении. Величина этой амплитуды приближенно может быть оценена отноше­ нием напряжения конденсатора Сі (которое может быть

принято равным U)

и сопротивления г4.

Во многих

практических случаях,

когда гх и

подключаются па­

раллельно

каждому

из

последовательных

тиристоров,

величина

Гі составляет

10—'50 Ом. Мощность этого ре­

зистора, как показано в [Л. 12], может быть определена согласно выражению

 

Р п ^ С ^ у ,

(9-60)

где 1 — расчетное

напряжение

конденсатора, которое

может быть принято

равным t/TiMai!C, а f — частота ра­

боты прерывателя.

 

 

Необходимо также отметить, что характер начально­ го этапа процесса восстановления прямого напряжения на тиристоре 77 зависит от величины и продолжитель­ ности обратного тока в диоде Д1 (рис. 9-3). Поэтому в ряде случаев имеет место некоторый скачок напряже­ ния «ті при более высокой скорости нарастания. Это обусловлено тем, что при наличии обратного тока в дио­ де Д1 цепь Гі С1 оказывается шунтированной и нара­ стание тока определяется, в основном, напряжением Нск5 и индуктивностью L. К моменту «запирания» дио­ да Д1 ток іі уже достигает определенного значения и . поэтому возникает скачок напряжения на гі.

Аналитический расчет этого явления затруднен, так как процесс зависит от условий восстановления запира­ ющих свойств диода Д1, однако, как показывают экспе­

рименты, начальный скачок напряжения

величиной

(0,25-^0,30) U не приводит к нарушениям

нормальной

работы прерывателя.

быть устра­

Начальный скачок напряжения может

нен, если г1 шунтировать диодом. Однако при этом, как

следует из (9-55) при бі = 0,

амплитуда напряжения

итI может достигнуть 2f/CK5• Для

ограничения амплиту­

ды и скорости на^эастания напряжения на тиристорах могут быть использованы также дроссели насыщения. Этот способ показан применительно к вспомогательным тиристорам Т2 (рис. 9-4,а).

206