Файл: Брускин, Д. Э. Генераторы, возбуждаемые переменным током учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.10.2024
Просмотров: 103
Скачиваний: 0
где |
|
|
|
8 = |
Д (в 0/о )0 . |
|
(3.148) |
Подставляя значения реактивных сопротивлений в выражение |
|||
для Z, получим |
|
|
|
Z = ( # 1 + j Р ) ( # 2 — |
./Р ) |
1 -f- J2Qb |
(3.149) |
У? -f- у 2 р В |
R |
|
|
Так как 1?1<ри /?2< р , то добротность или качество |
|
||
Q-^PlR. |
|
(3.150) |
|
Множитель |
|
|
|
p2IR =R K.P |
|
(3.151) |
|
представляет собой резонансное сопротивление контура. Поэтому
Дк.р |
^к.р |
(3.152) |
|
1 + J 2 Q I |
у J + (2 (? S )2 |
||
|
|||
где |
|
|
|
t’g <р= — 2Q8. |
(3.153) |
||
На основании выражения (3.149) выде |
|
||
лим активную и реактивную части пол |
|
||
ного сопротивления: |
|
|
|
Z = RK+ }X „ |
(3.154) |
|
|
где |
|
|
|
^K= /?K.P/[lf(2Q 8)2]; |
(3.155) |
|
|
Х к— —/?K.p2Q8/[ 1-f-(2Q8)2], |
(3.156) |
|
|
или с учетом (3.153) |
|
|
|
Як= .р/( 1+ |
tg2 ?) = Як.р cos2 <р; |
(3.157) |
|
X K= R K.ptgcp cos2<p=(/?K#p/2) sin 2c?. |
(3.158) |
||
На рис. 3.18 представлены зависимости фазового угла ср, а также
активной RK и реактивной Хк составляющих |
полного |
сопротивле |
ния контура от расстройки б. |
|
полного со |
Из графика видно, что реактивная составляющая |
||
противления совпадает по знаку с фазовым |
углом ф. |
Она имеет |
емкостный характер при 6>0, т. е. на частотах, превосходящих ре зонансную, и индуктивный характер при б<0, т. е. на частотах, меньших резонансной. Наибольшее абсолютное значение реактив
ная составляющая |
(3.159) |
\ X \ max= R KJ 2 |
|
принимает при ф= ± л / 4, т. е. при |
|
— 2Q8U = ± 1 |
(3.160) |
5* |
67 |
или |
|
(3.161) |
8i,2= ± (Ц2, |
||
где затухание контура |
|
(3.162) |
d=l/Q. |
||
При этих же расстройках зависимость активной составляющей |
||
сопротивления контура от ф, |
полученная |
из выражения (3.149). |
приведена на рис. 3.19. |
R и выше |
добротность контура Q, |
Чем меньше сопротивление |
||
тем больше величина резонансного сопротивления контура и круче зависимость сопротивления контура от расстройки. Вид резонанс ной характеристики контура указывает на его избирательные свой ства. Однако при изменении нагрузки избирательные свойства на-
Рис. 3.18. |
Зависимость фазового угла, |
Рис. 3.19. Зависимость Z —f ( 6 ) |
|
а также |
активной и реактивной |
со |
|
ставляющих сопротивления от |
рас |
|
|
|
стройки |
|
|
рушаются. Это значит, что при изменении нагрузки для обеспече ния избирательности контура необходимо изменять емкость фильтра.
В результате коммутационных процессов, происходящих в пре образователе на низкой частоте, выходное напряжение определяет ся не только первой гармоникой, но и высшими гармоническими, частоты которых кратны основной частоте.
Избирательные свойства нагрузочного контура обеспечивают подавление высших гармоник и, в частности, фильтрацию третьей гармоники.
Фильтрующее действие нагрузки оценивается коэффициентом фильтрации, показывающим отношение коэффициента пульсаций на входе к коэффициенту пульсаций на выходе фильтра:
„ |
( j |
1 |
\ |
b*oLI(<*oL) |
__________ k_________ |
.g 163^ |
I , l i e |
\ |
& |
) |
\ Z „ \ I \ Z X\ |
(*/Af)[l/(l-A8)] |
• ^• |
68
Из (3.163) видно, что изменение нагрузки влияет на коэффици ент фильтрации, а следовательно, и на форму кривой выходного напряжения.
Угол коммутации и его влияние на амплитуду первой гармони ки. На амплитуду первой гармоники выходного тока преобразова-
Рис. 3.20. Влияние угла коммутации на форму огибающей
теля существенно влияет угол коммутации срк (угол между фазой сигнала, управляющего транзисторами, и фазой минимума огиба ющей модулированного напряжения). Из рис. 3.20 видно, что наи большее искажение огибающая претерпевает при угле коммутации
<р.( = 90°.
69
Чтобы проанализировать эту зависимость, вычислим первую гармонику тока, представив огибающую в виде ряда Фурье. При. изменении угла фк от 0 до 180°
’ Ск= / Al + B l |
(3.164) |
где Лк и Вк — активная и реактивная составляющие амплитуд гар моник.
Для первой гармоники
A 1= |
|
|
|
1 |
> |
|
|
|
|
— sin л: sin x d x = |
|
|
f 1(<рк) = — |
С sin л: sin xdx-\-----\ |
|
||||||||||
_ |
1 |
|
х |
s in х cos |
х |
1 |
X |
— sin л: cos x = |
|
|
||
|
я |
|
0 |
2 |
|
2 |
|
Я |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
?к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
/ |
<Рк |
S in <рк |
COS <рк \ |
1 |
/ |
я |
Тк |
; |
(3.165) |
|
|
я |
\ |
2 |
|
2 |
) |
я |
[ |
2 |
2 |
||
|
|
|
|
|||||||||
5 ! = / 2(срк) = — |
sin x cosxflOc-l— —j* — sin x cos xdx = |
|||||||||||
1 |
s in |
2 х |
1 |
|
s in 2 х |
1 |
|
s in 2<(K i 1 s in 2<pK . |
|
(3.166) |
||
Я |
2 |
|
Я |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
9К |
|
|
|
|
|
|
|
Фазовый угол первой гармоники |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
\ g ^ = B,!Av |
|
|
(3.167) |
|||
Результаты вычислений по формулам |
(3.164) 4- (3.167) приведе |
|||||||||||
ны в табл. 3.1.
-Ai = / i ( ¥ k )
«1=/2(?к)
|
II |
Й' |
* g ? l
о0
Pi
|
|
|
|
Т а б л и ц а 3.1 |
0 |
Г./4 |
тс/2 |
Згс/4 |
1t |
— 0 , 5 |
— 0 , 4 0 4 |
0 |
0 , 4 0 4 |
0 , 5 |
0 |
0 , 1 5 6 |
0 , 3 2 |
0 , 1 5 6 |
0 |
0 , 5 |
0 , 4 2 |
0 , 3 2 |
0 , 4 2 |
0 , 5 |
0 |
— 0 , 3 8 6 |
0 |
0 , 3 8 6 |
0 |
1 8 0 |
1 5 8 |
9 0 |
2 2 |
0 |
70
Из расчета следует, что первая гармоника выходного тока до стигает максимального значения при углах коммутации, равных О и 180°, и совпадает по фазе с огибающей модулированного напря жения. Реактивная составляющая в этих случаях равна нулю. При (£к= 90° амплитуда первой гармоники достигает наименьшей вели чины, а ток определяется только реактивной компонентой.
На рис. 3.21 представлена временная диаграмма первой гармо ники выходного тока.
Чбнх
Рис. 3.21. Временная диаграмма первой гармоники вы ходного тока
Анализ работы системы стабильной частоты с преобразовате лем, выполненным на тиристорах. Рассмотренная ранее схема на
транзисторах позволила положительно ответить на вопрос о воз можности применения полупроводниковых приборов в схеме ста билизации частоты с модуляцией напряжения в генераторе. Однако трудности создания транзисторных схем на высокое напряжение и большие токи ограничивают применение их для генераторов срав
нительно большой мощности.
Разработанные тиристоры позволяют применять их в преобра зователях для генераторов большой мощности.
§3.5. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НА КРЕМНИЕВЫХ
УПРАВЛЯЕМЫХ ВЕНТИЛЯХ
Преобразователь модулированного напряжения переменной частоты fBр в напряжение постоянной частоты /0 состоит из силовой
части и схемы управления.
Схема силовой части преобразователя напряжения для одно фазного варианта в свою очередь состоит из двух управляемых трехфазных мостовых схем, включенных параллельно и навстречу друг другу (рис. 3.22). Мостовые схемы работают поочередно че рез промежуток времени Го/2. Коммутация (переключение) мосто вых схем происходит при вполне определенном угле коммутации Фк по отношению к минимуму огибающей напряжения генератора. Полагая, что совр^мо, т. е. огибающая высокочастотного напряже ния изменяется медленно по сравнению с «заполняющими» импуль
сами, |
можно анализировать |
работу эквивалентной схемы |
(рис. |
3.23) по высокой частоте |
в течение времени Т0/2. В этом слу |
71