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

Из (2.153) выразим Ч*, через i0, полагая

При этом получим

46

L* + *- (“вр - “о) + 4 § “о*2

Тогда

Таким образом, уравнение (2.141) является частным случаем уравнения (2.163) при условии L„=0; из уравнения (2.163) видно, что при совр= (\/кТ)2 + щ (где T = L/R) мощность Р0= 0.

Используя уравнения для моментов и мощностей, можно полу­ чить значения всех параметров генератора при любых заданных ре­ жимах работы.

Г ла в а 3

АНАЛИЗ РАБОТЫ СХЕМЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Трехфазное модулированное напряжение переменной частоты преобразуется в однофазное напряжение стабильной частоты с ис­ пользованием преобразователя с явно выраженным звеном посто­ янного тока.

Рис. 3.1. Принципиальная схема системы стабилиза­ ции частоты

Рис. 3.2. Временная диаграмма модулированного напряжения

Принципиальная схема системы (рис. 3.1) состоит из источника модулированного напряжения — трехфазного высокочастотного ге­ нератора; преобразователя частоты — трехфазного выпрямителя и коммутатора на транзисторах; дифференциального трансформато­ ра и емкости фильтра.

48

Временная диаграмма модулированного напряжения высоко­ частотного генератора приведена на рис. 3.2.

§ 3.1. ОСНОВНОЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ ПРОЦЕССА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ МОДУЛИРОВАННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Рассматривается схема преобразователя частоты с разделенны­

Рис. 3.4. Вольт-ам- перная характери­ стика вентиля

параметрами) и одну выходную. Входные обмотки попеременно подключаются транзисторами к выпрямителю в соответствии с сиг­ налом управления на время Т0/2 (в момент минимума огибающей модулированного напряжения). На выходе трансформатора фор­ мируются в противофазе две полуволны синусоидального напря­ жения, сдвинутые на время Т0/2. Сглаживание напряжения обеспе­ чивается емкостным фильтром.

Дифференциальное уравнение процесса преобразования может быть составлено для однотактной неуправляемой вентильной схемы (рис. 3.3, а), форма выходного напряжения которой представлена на рис. 3.3, б.

Мгновенное значение выпрямленного тока определяется вольт-

49

где «в — результирующее мгновенное значение напряжений, при­ ложенных к вентилю.

Мгновенное значение выпрямленного тока состоит из мгновен­ ных значений токов индуктивной и емкостной цепей, а также тока цепи эквивалентной нагрузки:

Мгновенное значение напряжения, приложенного к вентилю, определяется э.д.с. высокочастотного генератора и напряжением нагрузки:

где ис — напряжение на емкости, равное напряжению на нагрузке

ин.

Анализ работы схемы преобразователя частоты может быть проведен на основании общей теории нелинейных четырехполюсни­ ков. Согласно представлениям теории, нелинейный четырехполюс­ ник может быть охарактеризован зависимостями входного и выход­ ного токов от подводимой э.д.с. и э.д.с. на вторичной стороне:

функции /i(eBX, еВЫх) и /2(еВх, еВых) однозначны и переходные про­ цессы могут не учитываться, т. е. система является безынерционной.

При соизмеримости постоянной времени цепи нагрузки со вре­ менем изменения амплитуды входного напряжения функции вход­ ного тока не являются однозначными и полное исследование вклю­ чает анализ установившихся и переходных процессов.

Решение дифференциального уравнения (3.4) встречает ряд трудностей, поэтому целесообразно проводить его при определен­ ных допущениях:

а) несущая частота ((овр>соо) и амплитуда напряжения гене­ ратора в течение времени 7У2 не изменяются. Определяемая таким образом функция iBx= f i(eBx, еВЫх) характеризует установившийся режим;

б) цепи низкой частоты рассчитываются с помощью разложе­ ния выражения выпрямленного тока в гармонический ряд, позволя­ ющий уточнить влияние нагрузки на процесс коммутации.

Таким образом, при совр^>юо можно полагать, что огибающая высокочастотного напряжения изменяется медленно по сравнению

50