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
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 С—U—Д —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—L—Д2— 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 |
|
г—L— 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 Uс1 — 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