Широтно- импульсный преобразователь с замедленной коммутацией и независимым перезарядом коммутирующим конденсатором.
Преобразователь работает следующим образом: при включении Ск заряжается от КС через VD1. При включении главного тиристора к нагрузке прикладывается Vd. При подаче управляющего импульса на коммутирующий тиристор он отключается и начинается процесс двойного перезаряда Ск через реактор Lк. При двойном перезаряде ток iк протекает через VS2, а затем переходит на VD2
Время в течение которого iск больше iк является схемным временем выключения VS1
+
+ Более стабильное время выключения
+ Большой диапазон регулирования тока
+ Меньшая масса конденсатора
+ Отсутсвие перенапряжения на нагрузке и диодах
-
- Большое количество полупроводниковых приборов
- Ограничен по МАКС и МИН коэффициенту заполнения
15. Импульсный преобразователь на основе IGBT . Управление IGBT . Драйверы
VT1- IGBT транзистор
VD1-защитный диод (встречно-параллельный)
Cs- конденсатор защитной цепи (статер)
Сф -конденсатор фильтра
GB-АКБ
VDo – обратный диод
ОВ1-ОВ4 – обмотки возбуждения
МПСУ – микропроцессорная система управления, включает и выключает транзистор с помощью драйвера ADR
Информация передается через опт кабель. Транзистор работает в режиме частотно-широтного преобразователя.
Расшифровка IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) – биполярный транзистор с изолированным затвором :
· Insulated – изолированный
· Gate – затвор
· Bipolar – биполярный
· Transistor – транзистор
По управлению IGBT ведет себя как полевой транзистор, а большой ток как у биполярного транзистора. (1000А, 1500А, 6500В).
|
|
|
IGBT изготавливается по схеме нижнего или верхнего чоппера. Импульсный преобразователь на IGBT не представляет никакой сложности.
IGBT не отдельный транзистор, а модуль (силовая схема). В этом модуле три полупроводниковых прибора (IGBT, встречно-параллельный диод и обратный диод).
Верхний чоппер – внутри модуля катод соединен с коллектором IGBT, а нижний чеппер – анод обратного диода соединен с коллектором IGBT.
+15в транзистор открылся, -15в закрылся.
Нижний чоппер
Верхний чоппер
Повышающий импульсный преобразователь. Схема, принцип действия.
Lн – накопительный реактор (мощный)
Транзистор закорачивают на землю
VD – разделительный диод
Св – выходной фильтр
Преобразователь нужен, чтобы на выходе напряжение было больше, чем на входе (например, на входе 200в, а нагрузка рассчитана на 500в).
Принцип действия: в момент активной работы открывается транзистор и ток увеличивается по цепи (стрелка первая) до очень большого значения. Но ток разогнавшийся в катушке невозможно остановить, поэтому индуктивность вызовет протекание тока дальше. Поэтому, когда транзистор запирается, то путь тока единственный (вторая стрелка) через конденсатор , и он его заряжает. Засчет изменения коэффициента заполнения λ можно регулировать ток катушки, а соответственно и выходное напряжение.
|
|
|
17. Инверторы. Классификация инверторов.
Инверторы – преобразователи электрической энергии постоянного тока в электрическую энергию переменного тока.
Инверторы делятся на:
· Ведомые сетью:
Ø Выпрямительно-инверторные приборы (ВИП) (используются на ЭПС постоянного тока)
Ø 4х квадрантные преобразователи (4QS) (На ЭПС с асинхронным ТЭДом)
· Автономные:
Ø Инверторы тока (АИТ) (1,2,3 фазные)
Ø Инверторы напряжения (АИН) (1,2,3 фазные)
Для ведомых сетью инверторов применяются тиристоры, а для автономных – транзисторы.
Инверторы классифицируются:
· По числу фаз (1,2,3 фазные)
· По связи коммутационных полупроводников.
· По зависимости формы выходного напряжения от характеристик нагрузки. (в автономных – форма выходного напряжения не зависит от нагрузки, а зависит от схемы).
· По типу полупроводниковых приборов:
Ø На полууправляемых приборах (однооперационных тиристоры)
Ø На управляемых приборах (транзисторы и двухоперационные тиристоры)
|
|
|
18. Ведомый сетью однофазный инвертор на основе тиристоров. Принцип инвертирования. Сетевая коммутация тиристоров. Угол запаса и угол включения
Схема полностью управляемого выпрямителя и ведомого сетью инвертора на основе тиристоров идентичны.
Однако принцип управления значительно отличается. Для того чтобы инвертор начал работать необходим источник постоянного тока, в данном случае ТЭД в режиме генератора.
Известно что в генераторах направление ЭДС совпадает с направлением тока. Так как ток в обратном направление протекать через тиристоры не может, необходимо изменить направление ЭДС в двигателе. С этим изменением двигатель реверсируется за счет изменения тока возбуждения.
Задача инвертора состоит в обеспечении режима при котором ток двигателя будет протекать во вторичной обмотке трансформатора на встречу ЭДС.
Включить тиристоры в нужный период не получится, так как к ним приложено обратное напряжение, поэтому тиристоры включаются до момента перехода напряжения через 0.
Тиристоры включаются в конце полупериода в режиме выпрямления, и кратковременно двигатель(источник) попадают в режим противовключения.
Выпрямители принято характеризовать углом управления α. Для инверторов важен угол опережения β. Угол опережения складывается из двух составляющих угла коммутации γ и угла запаса δ. При это выполняется следующее отношение β = γ+δ ; β = π –α
|
|
|
Угол запаса характеризует время, в течении которого к тиристорам приложено обратное напряжение.
После перехода напряжения сети через 0 тиристоры остаются открытыми, а ток вторичной обмотки трансформатора направлен встречно напряжению, что говорит об отдаче энергии в сеть.
Действующее значение напряжения на входе инвертора :
Ud = 0,9*U2*cosα = - 0.9*U2cosβ
С учетом угла коммутации:
Udβ=-0.9U2cosβ + Xa * 
– Входная характеристика инвертора.
Если на интервале угла запаса, схемное время окажется малым, тиристоры не сумеют закрыться, тогда с открытием следующей пары произойдёт глухое замыкание. Этот режим тяжелый и называется – опрокидыванием инвертора.
После этого инвертирование невозможно, а ТЭД и трансформатор могут выйти из строя.
Поэтому электровозы переменного тока с выпрямительно – инверторными преобразователями оборудуют двойной защитой. (ГВ- в цепи трансформатора и БВ – в цепи ТЭД)
Работа инвертора без опрокидывания инвертора:
Входные характеристики с нанесенной на них ограничительной характеристикой.
При увеличении β до 90֠ напряжение на инверторе равно 0, поэтому при торможении с помощью инвертора, можно не только реализовать рекуперацию, а также и режим противовключения. А так же использовать режим тяги.
19. Обеспечение устойчивости коммутации инверторов
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 378; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!