Формування вихідної напруги інвертора за умови одноразового перемикання силових тиристорів за період
Створено достатньо методів реалізації широтно – імпульсного регулювання (ШІР) напруги трифазних автономних інверторів, які відрізняються лише алгоритмом перемикання тиристорів. Загальні засади побудови алгоритмів перемикання базуються на одинаковій кількості імпульсів в обох півхвилях вихідної напруги інвертора. У відповідності із зазначеним число перемикань силового тиристора схеми інвертора повинно бути цілим за період, який кратний 60°. Це досягається за допомогою поєднання різних комбінацій тривалості відкритого й закритого станів тиристорів за період.
ШІР досягається зміною тривалості y відкритого стану кожного тиристора VS1 - VS6 (рис. 5). Відкритий стан тиристора може бути тільки один раз за період. Звідси й назва – одноразове перемикання. Природньо, що в схемі використовується примусове вимкнення тиристорів. На рис. 7 наведені часові діаграми відкритого стану силових тиристорів трифазного мостового інвертора для y = 180°, 150° і 120°. У нижній частині наведені часові діаграми міжфазних і фазних напруг.
Рис. 5. Схема силових кіл трифазного автономного інвертора напруги
Схема автономного інвертора складається з шести тиристорів VS1 - VS6 та шести діодів VD1 – VD6. Діоди увімкнені зустрічно-паралельно до тиристорів і слугують для утворення електричного кола протікання струму активно-індуктивного навантаження на проміжках часу, коли струм має напрям протилежний до напряму провідності тиристорів. Навантаження активно-індуктивного характера увімкнено ²зіркою² (може бути увімкненим і ²трикутником²). Під час розгляду процесів схеми всі вентилі вважаємо ідеальними ключами.
|
|
|
Спершу розглянемо спосіб формування вихідної напруги інвертора за незмінної тривалості провідного стану тиристорів ψ = 180°. Алгоритм перемикання тиристорів відповідає рис. 7. Кожен з тиристорів проводить струм протягом часу ψ = 180°. Послідовність вступу тиристорів в роботу відповідає їх порядковим номерам з фазовим зсувом в 60° відносно попереднього тиристора. Тиристори однієї фази не можуть бути відкритими одночасно (наприклад, тиристори VS1 та VS4). Наведений алгоритм перемикання усуває також одночасно закриті стани обох тиристорів однієї фази. В будь-який момент часу проводять струм три тиристори, два з яких належать відповідно до будь-якої однієї (анодної або катодної) групи, а третій – до іншої (протилежної) групи. Три тиристори у провідному стані разом із навантаженням фаз кожен раз формують подільник напруги джерела живлення. Наприклад, на проміжку від 240° до 300° у провідному стані перебувають тиристори VS3, VS4 та VS5, що формує подільник напруги джерела (рис. 6а). 
|
|
|
Рис. 6. Формування подільників напруг під час відкритого стану тиристорів VS3, VS4, VS5 – рис. 6а; VS4, VS5, VS6 – рис. 6б; VS5, VS6, VS1 – рис. 6в
З рис.6а видно, що напруга фази А становить дві третини напруги джерела ua = +2E/3, напруги фаз В та С відповідно – одну третину
uв = uс = -E/3. У відповідності до напряму протікання струму (²входить² у вузол чи ²виходить² з вузла) напруга фази А додатня, а напруги фаз В і С – від’ємні (рис. 6а).
За наведеною методикою можна формувати подільники напруг на інших проміжках. Наприклад, на проміжку від 300° до 360° у провідному стані перебувають тиристори VS4, VS5 та VS6, що формує подільник напруги рис. 6б. На проміжку від 360° до 420° у провідному стані перебувають тиристори VS5, VS6 та VS1, що формує подільник напруги рис. 6в. Очевидно, що за умови симетричного навантаження ZA= ZB= ZC напруги фаз, навантаження яких увімкнені паралельно, дорівнюють ± 
, а напруга фази, навантаження якої увімкнено послідовно, дорівнює ± 
. Це дозволяє побудувати часові діаграми фазних та міжфазних напруг за повний період повторюваності процесів, які наведені на рис. 7а.
Фазні напруги ua , uв , uс мають вигляд ступеневої кривої зі значеннями напруг і . Фазні напруги мають взаємний фазовий зсув у 120°.
|
|
|
Криві міжфазних напруг складаються із імпульсів з амплітудою Е знакозмінної полярності тривалості в 120° та паузою між ними в 60°.
Рис. 7. Часові діаграми відкритого стану силових тиристорів та фазних і міжфазних напруг трифазного мостового інвертора напруги відповідно для
y = 180° (а), y = 150° (б) та y = 120° (в)
Напруги uAB, uBC, uCA зсунуті між собою на кут у 120°. Імпульси напруги з
амплітудою Е додатної чи від’ємної полярності створюються під час провідності навхрест розташованих тиристорів двох фаз, що визначають відповідну міжфазну напругу. Так, наприклад, у кривій uAB (рис. 7а) імпульси напруги додатної полярності утворюються під час провідності тиристорів VS3 і VS4, а імпульси напруги від’ємної полярності під час провідності тиристорів VS1 і VS6 (див. рис. 5). Проміжкам паузи в кривих міжфазних напруг відповідають відкриті стани тиристорів двох фаз однієї групи (анодної чи катодної), що формують відповіну напругу. Наприклад, проміжки паузи у кривій uAB виникають під час одночасної провідності тиристорів VS1 і VS3 чи VS4 і VS6.
Форма кривої вихідної напруги інвертора є задовільною для роботи низки навантажень, зокрема для живлення асинхронних двигунів. В кривій вихідної напруги відсутні парні гармоніки, а також гармоніки кратні трьом. Амплітуди 5-ої та 7-ої гармонік становлять відповідно 20% і 14,3% від амплітуди основної гармоніки. Регулювання вихідної напруги інвертора для розглянутого її способу формування здійснюється колом живлення, наприклад, застосуванням на вході інвертора керованого випрямляча.
|
|
|
Відповідно до алгоритму перемикань рис. 7б та 7в можна побудувати часову діаграму вихідної напруги інвертора. Часові діаграми рис. 7б та 7в відображають зміну форм фазної та міжфазної напруг в залежності від тривалості відкритого стану тиристорів 
= 150° (б) та = 120° (в) за умови їх одноразового перемикання за період. Зміна тривалості провідного стану тиристорів призводить до дискретного регулювання діючого значення вихідної напруги інвертора.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 227; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!