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

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

/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

 

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