Файл: Васильев, А. С. Статические преобразователи частоты для индукционного нагрева.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.10.2024
Просмотров: 64
Скачиваний: 0
/г<Д-< 1) проводят все четыре плеча моста. Таким об разом, интервал, равный полупериоду задающей часто ты, распадается на четыре интервала, с границами
0</i<if2<^3< 1 (рис. 46). В интервалах 0 < /< /j и t-2 < ^ ^ з проводят два плеча моста и токи определяются (221) и (222). Для выделения линейно-входящих неиз вестных (постоянных интегрирования) запишем эти то ки как
г'к—A,e~at sinтсnj, -f-Bxe~at cos |
— |
(236) |
при 0 < /'< /,
и
i'K= A4e~ at sin |
-{- B4e~ at cos ntij -(- -j- |
(237) |
при / причем следует помнить, что, несмотря на одинаковый
вид функций, АуфАк] ВуфВ,,.
На интервале tK< t < \ (пауза) ток t/b-= 0, а ток на грузки i'I.] = / /d= l. В интервале ti<I<t2 определим токи, являющиеся решением системы (219) ii = I'd=l- Ток, подходящий к вентильному мосту, равен:
':'м= г/2= (Л3з т я М + ВзСОзя/1з0е-2а' + ^ ; |
(238) |
||
<о3 |
i |
W |
|
здесь «з — |
шз у LCp |
4Z.- |
|
Ток в коммутирующей емкости |
|
||
7с= '2 Н-2/3= у42 sin nn2t + B2cos яit, |
(239) |
||
где /га= » 2/т3', |
а>2 == 1/] /LCKносит чисто гармонический |
характер, что связано с появлением замкнутого чисто реактивного контура.
Ток управляемого вентиля в этом интервале |
|
iB= 0,5[Л2 sin im2t + В2cos яn2t + |
|
+ (Л3 sin nn3t+ B3cos nn3t) e-2at+ Id]] |
(240) |
ток диода |
|
гд=0,5[Л2 sin яn2t + B2cos nn2t— |
|
—(A3sin яn3t + B3cos nn3t) e~2ai—Id]. |
(241) |
Таким образом, уравнения (226)—(231) определяют движение системы, т. е. закон изменения токов на всех интервалах линейности. Чтобы полностью знать токи
119
и напряжения на элементах схемы, необходимо опреде лить интервалы линейности (/i, 1%, £„) и постоянные интегрирования, определяющие вектор состояния систе мы на границах интервалов линейности. Общее количе ство неизвестных — одиннадцать, из них три временных интервала, входящих в трансцендентные уравнения, и восемь постоянных интегрирования, входящих в уравне ния линейно. Составим систему для определения неиз вестных. Условия переключения, определяющие границы интервалов, следующие:
«а(0) = |
»'в (0) = |
0; |
(242) |
|
к (*к) = |
*в (*к)=°- |
|||
|
||||
Это условия прерывистого |
тока коммутирующего |
контура и вентильной ячейки.
Условие начала интервала проводимости всех плеч
моста |
(243) |
uB{ti) =Ui,(ti) +ucn{ii) =0. |
|
Чтобы не вводить неизвестное начальное напряже |
|
ние на коммутирующей емкости, определим: |
|
^ я |
|
11Ск ( к — 0 ) = и С к ( к ) + ~ 1 i k + 2 i 3) d t — |
|
‘2
|
|
|
d i a |
|
|
f ( к + |
2 k |
d t . |
|
|
|
d t |
11 |
J |
|||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
d t a |
|
d i-д |
dir. |
|
|
•it |
|
|
j |
t + |
“>*j( / a + |
2grf/ = 0. (244) |
|||||
( d t |
' |
d t t,—o |
d t |
|||||
Условие конца интервала проводимости всех четы |
||||||||
рех плеч |
|
|
talk—0) =0. |
|
(245) |
|||
|
|
|
|
Используем условия скачков, при этом учтем, что поскольку в нагрузочной цепи невозможны скачки тока, то напряжение между точками а и б (рис. 43,6) пре образовательного моста непрерывно. Непрерывны так же токи в ветвях моста.
Условие скачков для границы t = ti |
|
|
1в(Ч—0) =tu ( 4 + 0 ) ( 2 4 |
6 ) |
|
dia |
dig |
(247) |
|
|
d t t . - o ~ d f Ц+0
120
Эти условия вытекают из непрерывности тока в пле чах моста и непрерывности напряжения на его зажимах.
Для тока противоположного плеча |
|
||||
(•д(^1 + 0) —0; |
(248) |
||||
dig |
= |
0. |
(249) |
||
dt А+о |
|||||
|
|
|
|||
Для границы t = ti |
имеем |
только условия |
непрерыв |
||
иостп тока вентильной ячейки |
|
|
|||
на (4— 0) — тДИг+О); |
(250) |
||||
dig |
__di^ |
^a+0 |
(251) |
||
dt |
t _ Q |
dt |
|
||
Условие периодичности, как и ранее: |
|
||||
1 |
1 |
|
|
|
|
I" iad t = |
Г (/, — iK)dt — 0, |
(252) |
|||
о |
6 |
|
|
|
где ток нагрузки определяется па различных интерва лах согласно (236)—(238).
Условия (242)—(252) позволяют составить необхо димую систему для определения неизвестных. Аналогич но могут быть записаны условия для других типов периодических режимов. Например, для режима непре рывного тока коммутирующего контура исчезает грани
ца интервалов |
линейности в момент |
t=-tK и связанное |
с ним условие |
(227), но появляется условие переключе |
|
ния (конца коммутации) в t = tl: |
|
|
|
■ММ=0 |
(253) |
и условия непрерывности тока вентильной ячейки на этой границе
<в ( ^ i — 0 ) |
— t'a (^i + 0 ) ; |
(254) |
|||
dig |
|
dig |
|
(255) |
|
dt |
U- о |
dt |
<i+0 |
||
|
|||||
Кроме того, добавляется условие периодичности |
|||||
dig |
|
_ dig |
|
(256) |
|
dt |
t=.i |
dt |
t=о |
||
|
|||||
Нетрудо видеть, что как в том, так и в другом слу |
|||||
чае порядок получающейся системы достаточно |
высок |
(для прерывистого режима—система 11-го, а для не прерывного 15-го порядка). При решении этих систем, естественно, встают все те трудности, о которых говори лось в § 10. Учитывая конкретные особенности (невы-
121
сокий характер системы на первом интервале линей ности), можно избежать трудностей, связанных с реше
нием нелинейных |
систем, если свести краевую задачу |
||
к начальной. |
Для |
этого |
необходимо задать в случае |
прерывистого |
тока |
для |
/ = 0 неизвестную производную |
тока п начальное напряжение на коммутирующей емкости
diB |
d\ MCK(0) = g. |
(257) |
||||
dt |
1= о |
|||||
|
|
|
|
|||
Таким образом, если задать вектор состояния систе |
||||||
мы в начальный |
момент |
н при |
условии |
переключения |
||
и скачков (242) —(251); |
|
нетрудно |
определить состояние |
системы в момент / = 772 (или в нормированном времени
/= 1 ). Получив |
значения вектора состояния системы |
в моменты / = /,< |
и /= 1, следует проверить правильность |
выбранных значений d п g. Для этого может быть использовано как условие (252), так п условие
«ск(О) = —«си (/и)- |
(258) |
Благодаря этому удается заменить решение нели нейной системы последовательным решением пяти трансцендентных уравнений. Первые три уравнения определяют границы временных интервалов линейности
«в (/,) = |
0; ] |
|
/д (/,)= 0 ; |
(259) |
|
/в (*к) = |
0- |
|
Последние два условия периодичности определяют правильность начального приближения. Проверка этих условий облегчается тем, что в окрестности решения уравнения
tf(g) = 2g + ^ |
*1 |
*3 |
К |
|
j" h dt-\- j* (ir, -f- 2i3) dt |
-)- j" i„dt |
(260) |
||
и |
|
|
|
|
|
1’ (rf) = |
T |
|
(261) |
|
j / ur f / - / d ^ - |
|
о
близки к линейным.
Условие (261), естественно, проверяется только при нахождении такого g = g*, что H(g*)=0. Данный алго ритм в отличие от расчета неустановившегося режима
122