Файл: Брускин, Д. Э. Генераторы, возбуждаемые переменным током учеб. пособие.pdf

чае схему преобразователя модулированного напряжения можно рассматривать как трехфазную неуправляемую схему выпрямле­ ния, работающую в течение времени Т0/2.

Силовая часть преобразователя напряжения управляется по низкой частоте f0 прямоугольными управляющими импульсами в соответствии с минимумом огибающей модулированного напряже­ ния. Так как силовая

частота следования которых равна частоте возбуждения генерато­ ра. Величина импульсов должна обеспечить надежное отпирание кремниевых управляемых вентилей (КУВ);

2) поочередно на время Т0/2 открывать мосты преобразователя;

72

3) при изменении фазового угла нагрузки <р„ синхронно изме нять фазовый угол коммутации фк.

Так как величина тока управления для данного типа КУВ име­ ет значительный разброс (от единиц до нескольких десятков мил­ лиампер), то в схеме управления необходимо включить добавочное сопротивление.

§ 3.6. ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ И ЗАЩИТА КУВ В ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ

Коммутационные процессы, возникающие в вентиле схемы пре­ образователя модулированного напряжения при переходе от пря­

тированием диода демпфирующей цепочкой RKCK (рис. 3.25). Включение дополнительно в схему неуправляемых вентилей ведет к увеличению веса и габаритов преобразователя, а также потерь в нем, что является нежелательным; включение в схему реакторов также нежелательно, поскольку в источнике модулированного на­ пряжения приняты меры компенсации синхронной реактивности.

Включение параллельно КУВ демпфирующей цепочки решает задачу защиты диодов преобразователя от перенапряжения при значительно меньших весах и габаритах.

Рассмотрим работу схемы защиты (см. рис. 3.25). При анализе переходных процессов заменим диод емкостью Са и сопротивлени­ ем Rd (рис. 3.26).

Рис. 3.26. Эквивалентная схема

73

Из кривой тока (рис. 3.27) видно, что до момента to величина сопротивления Rd мала, им можно пренебречь. Ток ic = iR ■При t > t 0сопротивление Rd^>Ru. Значение емкости Ск выбирается таким,

74

с к J

о

Определим значение RKпри заданных величинах L и Ск, когда на­ пряжение Ud* минимально. Оптимальное значение RK найдем при решении уравнений

dU*Jdt=0. (3.179)

Приближенно можно считать, что при RKCK^>L/Rc и L/Rc^>to мак­ симум напряжения Ud*=RJo- С ростом RKувеличивается и значе­ ние Ud*- Определим значение Ud* вблизи критического сопротив­ ления Rc крСчитая, что

подставим (3.176) и (3.177) в (3.180). После преобразования по­ лучим

75

Таким образом, получим тот же результат, что и в предыдущем случае;

в) в данном случае величиной R можно пренебречь; ве­ личины R = RCи RKне влияют на значение Ua*.

§ 3.7. АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫЙ СПЕКТР

НАПРЯЖЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

В основе принципа действия преобразователя заложен процесс коммутации мостов по частоте возбуждения при минимуме огиба­ ющей модулированного напряжения. Это условие является обяза­ тельным при чисто активной нагрузке (при фазовом угле нагрузки

<рп = 0 ).

В рассматриваемом случае выходное напряжение преобразова­ теля будет определяться в основном первой гармоникой. Однако, при комплексной на­ грузке (при фн¥=0) не­ обходимо изменять фа­ зовый угол коммута­ ции фк. Как показали эксперименты, угол ф,( необходимо увеличи­ вать при увеличении угла фн. Нарушение этого условия ведет к появлению в выходном напряжении преобразо­

вателя гармонических компонент, кратных частоте коммутации /о- Таким образом, для получения минимального коэффициента нели­ нейных искажений у в преобразователе необходима синхронизация угла фк в соответствии с изменением фн. Поскольку угол фк являет­ ся определяющим параметром частотного спектра выходного на­ пряжения преобразователя, то представляется существенным опре­ делить закон изменения у = [(ф к).

Заменим схему преобразователя, выполненную на КУВ, двумя неуправляемыми схемами (см. рис. 3.23), коммутация которых производится ключами. Допуская, что fBp>/o, можно считать, что в течение времени To=l/2fo коммутируются синусоидальные им­ пульсы. При этом допущении не учитывается влияние на коммутационные процессы высших гармонических, кратных частоте пуль­ сации fn= tnfBp. Следовательно, при изменении угла срк (рис. 3.28) выходное напряжение будет отличаться гармоническими компонен­ тами, кратными f0, и поэтому будет изменяться коэффициент нели­ нейных искажений у.

Чтобы проанализировать коммутационные процессы при изме­ нении фк, разложим кривую напряжения в тригонометрический ряд Фурье и определим амплитудно-частотный спектр. Поскольку кри­ вая симметрична относительно оси абсцисс, т. е. f(at) = —/(соН-л),

76