Файл: Васильев, А. С. Статические преобразователи частоты для индукционного нагрева.pdf

управляющих импульсов, определяется моментами вре­ мени

£и = 0 ; t = n, uBJ1> 0 — для первого моста;

смотрим условия скачков. При выполнении условия (286) остающиеся переменные состояния непрерывны, их про­ изводные ограничены, а переменные г21 и ы обращаются

внуль. Аналогичное происходит при выполнении (287).

Ввекторном виде это может быть записано:

У(£1- + 0)= Ф 13У (^ -0 ),

При выполнении условия включения неуправляемых вентилей (285) непрерывность сохраняется, и новые пе­ ременные t2i и 122 начинаются с нуля. Учитывая ограни­ ченную скорость их изменения, электромагнитные про­ цессы в преобразователе могут быть описаны единой системой дифференциальных уравнений, а переход из одной области линейности в другую может быть записан с помощью умножения тех или иных переменных состоя­ ния на коэффициенты, имеющие значение 0 или 1. Так,

159

токи hi и /22 умножаются соответственно на ki и k% рав­ ные 1, если выполняется условие (285), и равные 0, если выполняется условие (286). При выполнении условия (287) переменные г'и, г12>uKi или hi, г'22, «кг умножаются на (%з= 0 ( А4= 0 ). При выполнении условия (288) кг— 1 или ki, — \. Полная каноническая система с учетом коэффи­ циентов, отражающих переходы через диодные поверх­ ности переключения, для схемы рис. 68 будет иметь вид:

2 L - ^ - = ( uK2 - иа — ир) /г.,;

2 L - ^ - = ( — ыК2 — ии— «р) /г„/г4;

СКя^ = & , - Ш к 4.

При численном решении порядок системы может быть выше десятого, так как одновременно с переменны­ ми состояния могут определяться интегралы от их квад­ ратов—действующие значения, средние значения и т. д.

По-иному ведет себя система, когда траектория ее движения достигает поверхности переключения, опреде­ ляющей включение управляемого вентиля. В моменты t= n и i = (7г-Ьср) в эквивалентной схеме происходит пе­ реключение емкостей Ск1 и Ск2 и токи i\ и г2 меняются местами:

1 6 0

короткого замыкания (режим N — без горения обратного диода неработающего плеча), а другой—к режиму холо­ стого хода (интервал горения обратного диода увеличи­

двумя преобразователями, падает приблизительно на 25%. Этот случай позволяет говорить о возможности применения фазового регулирования для управления мощностью параллельно работающих преобразователей. При введении фазового сдвига максимальное напряже­ ние на вентилях практически не меняется, а времена восстановления начинают расти, причем для отстающего преобразователя, приближающегося к режиму холостого хода, оно при ф —0,04 вырастает скачком от %=0,4 до ^о=0,8. Амплитуды токов через прямые и обратные вен­ тили при этом вырастают на 10—15%. Таким образом, во всем диапазоне регулирования фазы гарантируется устойчивая и надежная работа вентильных ячеек.

На рис. 70 представлены зависимости мощности от угла фазового сдвига в том случае, когда рассмотрен-

162

ные выше преобразователи работают на расстроенный

мощность меняется опало, а.мощности отдельных нреоб-- разователен изменяются чрезвычайно резко. Опережаю­ щий преобразователь ’переходит в 'выпрямительный ре­ жим, причем максимум мощности, передаваемой им в от­ стающий преобразователь при ср = 0,16, равен потребля­ емой мощности при ср —0. Отстающий же преобразова­ тель загружается до номинального значения. При индук­ тивной расстройке преобразователи равномерно раз­ гружаются.

Рис. 70. Зависимость мощности, отда­ ваемой преобразователями от угла фазо­ вого сдвига для опережающего и отстаю­ щего преобразователей при индуктивной и емкостной расстройке.

На рис. 71 представлены характеристики той же си­ стемы преобразователей (n0i=/io2 = 1,8; (3i= (32 = 2; и„=

—2,0; coscpn=0,2) при введении фазового регулирова­ ния, но при &1,=0,075,т. е. при смещении исходной рабо­ чей точки в режим А. Как видно при введении фазового сдвига до углов ф'=0,07, опережающей преобразователь загружается, так как он приближается к режиму корот­ кого замыкания, проходя при этом через точку но величина его Л%тис не больше, чем в предыдущем

режиме. Отстающий .преобразователь монотонно разгру­ жается. 'При этом мощность системы из двух преобразо­ вателей, а значит, и выходное напряжение остаются при-

мерно постоянными. Этот случай является характерным для фазового управления преобразователями, работаю­ щими в системе централизованного питания, так как по­ зволяет вводить и выводить один из преобразователей при уровне мощности, вдвое и более меньшем номиналь­ ного. Опережающий преобразователь переходит в непре­ рывный режим, а максимум обратного тока у него все время падает. Максимальное напряжение на вентиле при

Рис. 71. Зависимость мощности опережаю­ щего (Pi) и отстающего (Л>) преобразова­

телен от угла фазового сдвига.

до 0,21, а у опережающего, т. е. берущего на себя на­ грузку, возрастает монотонно до ср = 0,04, а затем увели­ чивается скачком.

Представляет интерес случай параллельной работы двух преобразователей разной мощности. На рис. 72 представлены кривые изменения '.мощности двух преоб­ разователей, отличающихся по мощности в 5 раз для случая отсутствия маломощного преобразователя по фа­ зе (ср>0) и для случая опережения (ф<0). Как видно, в случае отставания маломощный преобразователь моно­ тонно разгружается, в случае же опережения он может сначала загрузиться на 25—30% при <р>=—0,03 и затем резко разгружается. Это вызвано тем, что исходная точ­ ка выбрана в режиме с прерывистым током и больш'И'М вторым интервалом проводимости обратного диода, т. е.

164