Курсовая / MU_po_KP_SE

	СМ
		√
Где	и r – соответственно эквивалентные добротность контура

коммутации и сопротивление потерь. На практике возможные напряжения

СМ (являющегося также начальным значением U(0) перед коммутацией

рабочих тиристоров) лежат в пределах (1,5…2,5)				. Выбираем СМ
	В.
15.	Максимальное значение прямого и обратного напряжений на
рабочих тиристорах VS1…VS6:
	пр	об		В .
16.	Максимальное значение прямого и обратного напряжений на
коммутирующих тиристорах VS7…VS12:
	пр	об	СМ	В.

17.Максимальное значение напряжения на обратных диодах

VD1…VD6

В

18.Амплитуда перезарядного тока коммутирующего конденсатора

СМ для частот f > 100 Гц:

СМ

но

	Принимаем	СМ
		но
	(Если выходная частота f = 50…100 Гц, то							СМ
								но
	19. Определяем коэффициент ε для применяемого в схеме
	коммутирующего узла:
			ε	к

20. Критическое (предельное) значение коэффициента нагрузки характеризуется наименьшим значением угла запирания β:

кр		ε				.
		СМ
		но

11

21.Характеристическое (волновое) сопротивление

кр				Ом
	но

22.Угол запирания

		√				√
β	выкл			ε

23.Собственная угловая частота, контура коммутации

	β			рад с
	выкл
Где выкл		выкл т

24.Емкость коммутирующего конденсатора

С				мкФ

25.Индуктивность коммутирующего дросселя

Гц мкГн

26.Среднее значение тока коммутирующих тиристоров VS7…VS12

А

аср

Где – коэффициент затухания контура;

√

Q = 7,5 для СМ

27. Амплитудное значение тока в фазе

первичной обмотки

трансформатора

н

(

)

√

н

н

√

А

28.Угол сдвига фаз между первыми гармошками тока и напряжения

12

н

н

29.Действующее значение тока коммутирующего дросселя

√

н

√

СМ

но

√

√

√

√

√

А

√

По среднему току

Кз т

А и максимальному

прямому и

обратному

напряжению

пр

пр

Кз н

пр

В,

где

Кз т

–

коэффициент

запаса

по

току;

Кз н

– коэффициент запаса по напряжению, выбираем рабочие

тиристоры VS1…VS6 типа ТЧ-40-2 с естественным охлаждением ( адоп

А; обр доп

В). Аналогично

выбираем

коммутирующие тиристоры

VS7…VS12 и обратные диоды VD1…VD6 типов ТЧ-10-3; ( адоп

А;

обр доп

В) и Д232 ( адоп

А;

обр доп

В).

В качестве коммутирующих конденсаторов выбираем конденсаторы

типа К72-11 на номинальное рабочее напряжение 250 В и номинальной

ѐмкостью 3,2 мкФ (включаем шесть конденсаторов в параллель).
	Трансформатор, коммутирующий дроссель и источник питания,
рассчитываем по известным методикам.
	При применении в схеме инвертора цепей сброса избыточной энергии
от конденсатора расчѐт производится аналогично.
	Однако при этом необходимо учитывать			следующее:	U(0) =	;
СМ	но	или СМ	; Rc	= (3…5) Zс	мощность,

теряемая в резисторе при отводе избыточной энергии от конденсатора,

определяется из соотношения

13

				СМ	,
Где – частота следования	коммутационных процессов.
	( )

В таблице 2 приведены выражения β = f(X) и значения коэффициентов для этих схем. Для расчѐта коммутирующих элементов исходными данными

служат напряжение источника питания		(или диапазон его изменения), а
также ток но	, протекающий через тиристор и нагрузку к моменту начала
коммутации.	Расчѐт элементов LC начинают с определения или выбора

начального напряжения на конденсаторе перед коммутацией U(0).

Величину U(0) выбирают с учѐтом обеспечения возможно меньших напряжений на остальных элементах схемы инвертора, а в частности, на рабочих и коммутирующих тиристорах, так как напряжения на этих элементах зависят от U(0).

Для поддержания выбранного напряжения U(0) используются дополнительные цепи заряда конденсатора или цепи отвода от коммутирующего узла избыточной энергии. По выбранной величине U(0)

рассчитывают коэффициент ε = (U(0) + Eк) / U(0), используемого

коммутационного узла.

Элементы коммутационного узла рассчитывают на предельный

(критический) режим работы, характеризующийся наименьшим значением

угла β. Этому режиму обычно соответствует наибольший		ток но	и
наименьшее напряжение источника питания	.	Параметры

критического режима учитывают коэффициентом Хкр, который выбирают исходя из амплитуды тока СМ, для этого режима (Х = но Zc/ .

Для узлов параллельной коммутации

	СМ	;
	но

СМ .

но

Для узлов последовательной коммутации

СМ		√		;

14

СМ √(ε ) .

но

ε

√ СМ

но

Выбор больших значений СМ, для узлов принудительной коммутации нецелесообразен из-за рода потерь мощности в коммутирующем тиристоре,

конденсаторе, активных сопротивлениях коммутирующего дросселя и

соединительных проводах.				Поэтому отношение		СМ		для критического
						но
режима	принимают	равным		1,1…3. При этом	следует				отметить, что	с
ростом	отношения	СМ	уменьшается время перезаряда						конденсатора	в

но

коммутационном узле.

В инверторах с невысокой частотой следования выходных импульсов

(f = 50…100 Гц) длительность интервала коммутации занимает незначительную часть периода следования выходных импульсов. Поэтому в

таких инверторах целесообразно применить СМ = 1,1…1,3.

но

При повышенной частоте следования выходных импульсов (f > 100

Гц) становится актуальной задачей сокращения времени перезаряда

конденсатора в коммутирующем узле. В этом случае можно принять СМ =

но

	2…3. По выбранному для критического режима значению	СМ
		но
	рассчитывают коэффициент Хкр, а затем и характеристическое

15

Схема

Uc (0)

Ek0

ε

Угол запирания

Таблица

Рис. 3.5 с С

U(0)

0

U(0)/

β

выкл

ε

Рис. 3.8

2

Рис. 3.9

Рис. 3.5с L

0

U(0)/

√

β

ε

Рис. 3.6

U(0)

0

1

16

β

√

√

√

√

Рис. 3.7

U(0)

0

U(0)/

√

β

ε

Рис. 3.10

U(0)

0

U(0)/

ε

ε

β

√

√

ε

ε

Рис. 3.11

U(0)

+

(U(0)+ )/

Рис. 3.12

U(0)

-0,5

(U(0)-0,5

β

ε

сопротивление контура коммутации:

кр

	но
Далее по значению кр	и выражению для угла запирания β
соответствующего коммутационного узла находят угол βкр критического
режима, а по известному времени	выкл Т используемых тиристоров с учѐтом

необходимого запаса – угловую частоту:
βкр	выкл Т	, где =1,3…1,5 – коэффициент запаса.
По значениям и		определяют параметры коммутирующего узла:
		;

С

Для иллюстрации методики проведѐм расчѐт элементов узлов

коммутации со следующими данными:								В:
	но		А выкл Т				мкс	В
1.	Определяем коэффициент ε
2.	Принимаем	ε
						СМ
					но
3.	Коэффициент нагрузки

	но			ε		√
кр		√		но
				СМ

4. Волновое сопротивление коммутирующего контура

кр

но

5. Угол запирания

17

βкр

выкл

ε√

ε

√

ε

ε

√

√

6.

Собственная угловая частота контура коммутации

βкр

рад/с

выкл

7.

Ёмкость коммутирующего конденсатора

мкФ

8.

Индуктивность коммутирующего дросселя

Гц

мГн.

Рисунок 1

18

Рисунок 2

Рисунок 3

Рисунок 4

19

Рисунок 5

Рисунок 6

20