29.Структурная схема и принцип действия системы управления вентилями вентильного коммутатора.

Рисунок 33.1 Структурная схема СУ транзисторным ШИП

Рисунок 33.2 Временные диаграммы работы схемы управления вентилями

Система управления ШИМом состоит из генератора пилообразного напряжения (ГПН), компаратора (К), формирователя импульсов (ФИ) и выходного формирователя (ВФ).

ГПН формирует пилообразное напряжение с частотой . Для электропривода эта частота обычно равна. В отличие от СУ выпрямителей, эта “пила” высокочастотная (а не с) и не синхронизирована ни с каким сигналом.

Основным узлом СУ, осуществляющим преобразование сигнала управления U_ув скважность импульсовγ(в длительность открытого состоянияt₀) является компаратор.

На вход компаратора поступает два напряжения: пилообразное U_пили напряжение управленияU_у. Напряжение управления задает своей величиной длительность открытого состояния ключевого элемента и, следовательно, величину выходной ЭДС.

Пока напряжение управления превышает по величине пилообразное, компаратор находится в состоянии положительного напряжения на выходе. В момент равенства U_пил=U_уприt=t₀происходит изменение выходного состояния компаратора с положительного на отрицательное. Этот момент времени фиксируется формирователем импульсов, который формирует нужный по длительности импульс.Для транзистора длительность импульса U_ФИ должна быть равной времени открытого состояния.

В случае использования тиристора структурная схема имеет следующий вид:

Рисунок 33.3 Структурная схема СУ тиристорным ШИП

УПК – устройство принудительной коммутации

Рисунок 33.4 Временные диаграммы работы схемы управления вентилями

В отличие от транзисторной схемы в схеме управления тиристорным коммутатором необходимо формировать два коротких импульса: U_ФИ1 и U_ФИ2 – один на основной тиристор, а другой на вспомогательный тиристор в устройстве принудительной коммутации, который приводит к закрыванию основного тиристора.

30.Принцип действия однофазного инвертора с нулевой точкой трансформатора.

Рисунок 35.1 Схема однофазного инвертора с нулевой точкой трансформатора

Рисунок 35.2 Временные диаграммы работы на активную нагрузку

Для того, чтобы получить желаемое изменение во времени выходных параметров, то есть получить переменное напряжение и переменный ток, необходимо периодически подключать с переменной полярностью источник питания постоянного тока к выходу инвертора.

При рассмотрении процессов, протекающих в инверторе, примем допущения, что все идеально, то есть ∆U_В=0,L_{рассеяния}=0.

В схеме поочередно работают транзисторы VT1иVT2. Длительность включенного состояния каждого из транзисторов равна полупериоду выходного напряжения и задается системой управления ключами инвертора. Для исключения постоянной составляющей в выходном напряжении длительности открытого состояния каждого из транзисторов должны быть строго одинаковыми.

При включении VТ1(θ=0) к первой полуобмотке трансформатора прикладывается постоянное напряжениеU_П, которое трансформируется во вторичную обмотку трансформатора. Если коэффициент трансформацииk_трсчитать равным единице, то на нагрузкеZ_Нимеем напряжение+U_П. При отрыванииVT1во второй полуобмотке трансформатора по закону взаимоиндукции наводится ЭДС, равная напряжению питанияU_П(в идеале). Поэтому к закрытому транзисторуVT2прикладывается в прямом направлении напряжение.U_КЭ=2U_П(рисунок 35.3). При активной нагрузке форма тока не искажается, он повторяет форму напряжения и ток равен.

Рисунок 35.3 Схема замещения

В момент времени θ=πтранзисторVT1закрывается, а транзисторVT2отрывается. В результате протекания тока по второй полуобмотке трансформатора в нагрузке трансформируется ЭДС, равная–U_П. В это время к закрытому транзисторуVT1прикладывается напряжениеU_КЭ=2U_П, а ток в нагрузке равен.

Недостатки схемы: высокое напряжение на вентилях (2U_П), а также необходимость использования трансформатора.

Коэффициенты

U_2р=E₂* K_C *K_R*K_α

K_C=110%; K_R=105%; K_α=1,1

K_cxe — коэф. Семы по ЭДС : 0,9 1,17 2,34

K_p — коэф. Семы по мощности 1,11 1,35 1,095