Главная страница  Теория автономных инверторов 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [ 34 ] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46]

ваний, сочетаясь с дополнительной необходимостью поддержания низкого содержания гармонических составляющих в выходном напряжении, выдвигают еще один довод за применение многофазной С[1стемы. Регулирование напряжения в этом инверторе достигается изменением фазы угла отпирания между двумя 12-фазными инверторами (см. рис. 6-22). Например, если 12-фазный инвертор, названный / и /, опережает по фазе 12-фазный инвертор и IV, то выходное линейное напряжение может быть сниже1ю. Опережение на 165° инвертора / и / при 24-фазной системе снижает выходное напряжение ло нуля. С другой стороны, задержка на 157о инвертора / и III при 24-фазной системе дает максимальное выходное напряжение и работу в фазе с инверторами и IV. Так как линейные напряжения "л-В" в-С " "с-Л определи ются суммированием мгновенных значений напряжений вторичных обмоток, то кривые выходного напряжения получаются при любом числе фаз по уравнениям (6-51)-(6-53):

«Л-В= - "у-6 - «/-о + "d-ft + + «а-е + «fc y ; (6-51)

"в-с= - "ft-f - «а-е + Ч-1 + Ч-s + e.l + "/-/; (6-52)

"С-Л= - "-6-1+ "-l-d + Ч-с + «.--а + «АЬ (6-53)

Теоретические кривые для выходного напряжения без применения фильтров показаны на рис. 6-23 для различных сдвигов фаз. С целью сравнения действительные осциллограммы выходного напряжения представлены на рис. 6-24.

Так как кривая напряжения 24-фазного инвертора возникает-»5 только ири одном значении угла сдвига (см. рис. 6-23,6), то очевидно, что главные высщие гармоники 12-фазного инвертора (одиннадцатая и тринадцатая) вновь возникают в кривой напряжения в то время, как основные волны снижаются. Однако самая низкая из присутствующих гармоник, даже при малом значении основной гармоники напряжения, является одиннадцатой. Следовательно, когда для регулирования напряжения применяется способ из.менения угла сдвига, должны быть предусмотрены фильтры, обеспечивающие снижение одиннадцатой и тринадцатой гармоник и гармоник более высоких порядков. На рис. 6-25 показаны семейства зависимостей амплитуд основной и высших гармонических составляющих в кривой выходного напряжения от угла сдвига 204


Рис. 6-23, различных

Теоретические формы углах сдвига (угол 24-фазного выходного

60°

между 12-фазными инверторами. Для еще большего улучшения кривой напряжения прн малом ею значении без применения фильтров можно было бы использовать 48-фазную систему, составленную из двух 24-фазных инверторов, и сдвиг jio фазе их напряжений для осуществления регулирования напряжения. Однако дальнейшее улучшение кривой выходного нап,1яжения без помощи фильтров пе будет оправдано .пз-.ia возрастающей сложности схемы п п(шышепия общей устлновлепной мощности системы.

Регулирование частоты

Одна из выдаю1цихся особенностей статических преобразователей, изменяющих частоту энергии питания, заключается в точности и простоте получения задающей частоты и способности достижения точного частотного регулирования в разомкнутых системах. В рассматриваемом оборудовании желательная выходная частота достигается использованием простого генератора на однопереход-ном транзисторе, работающего от регулируемого источника постоянного иапряжения. Простой генератор этого типа может обеспечить точность ±0,5% в пределах промышленной ок-ружающей температуры без использования специальной температурной компенсации. При контролируемых температурных условиях точность генератора существенно улучшается. Для систем, требующих очень высокой точности, зачастую используются камертонные или кварцевые генераторы. Как бы то ии было, фактом первейшей важности является то, что только задающий генератор определяет вы-

.-[ I I I ходную частоту инвертора. На-

"1 ~1 грузка инвертора даже в переход-

" ных режимах, таких как пуск i двигателя, не изменяет выходной частоты.

выходных напряжений при сдвига 0° относится к условиям напряжения).

Эксплуатационные качества инвертора

Оценка рассматриваемого 24-фазного инвертора производилась

S\ при различных нагрузках, частотах, коэффициентах М01цности в условиях, предусмотренных требованиями. Все эти требования были удовлетворены, а некоторые превзойдены. Коэффициент полезного действия установки был иэхмерен во всем диапазоне нагрузок и ча-

е) стот и рассчитывался, как отношение акпгвной мощности в нагрузке к мощности питания, в которой учитывались потери в цепи управления и вентиляторах. Измеренные значения к. п. д. приведены в табл. 6-3 для различных относительных нагрузок и для различных частот



Рис. 6-24. Осциллограммы кривых выходного напряже-сится к условиям 24-фазного

- I-

120"ГЛ

- 1 1II 1

1 III 11

ния при различных углах сдвига (угол сдвига 0° отно-выходного напряжения).




0-15

Рис. 6-25. Семейство гармонических составляющих в кривой выходного напряжения в функции угла сдвига относительно угла для 24-фазного инвертора.

Т а б л и ц а 6-3 Общий к. п. д. схемы в зависимости от частоты и относительной нагрузки

Частота, гц

ироцент от полной нагрузкн

50 100

300 500

83,5

75,3

91,7 89.3

88,3 87.8

85,3

Следует отметить, что к. п. д. прн полной нагрузке меньпе, чем прн нзгрузке 60%, так как избыточное регулирование источника вблизи полной нагрузки сказывается в Солее значительных токах и, как следствие отсюда, в больших потерях в цепи для данной выходной мощности. Фактически все приведенные данные измерений получены д.ия питающего постоянного напряжения, мень-него, чем номи-Н1льная величина 125 е. Следовательно, все приведенные величины к. п. д. были бы оыге, если бы были измерены при нолн1нальном питающем посгояииом напряжении I2G в.

ГЛАВА СЕДЬМАЯ

УЛУЧШЕНИЕ ФОРМЫ КРИВОЙ НАПРЯЖЕНИЯ НА НАГРУЗКЕ ИНВЕРТОРА

В подавляющем большинстве инверторов прямоугольная форма кривой напряжения возникает из-за переключений, которые необходимы в процессе преобразования. Для простых инверторов, переключаемых механически или посредством транзисторов, источник постоянного тока попеременно подсоединяется к нагрузке то одним, то другим выводом, образуя напряжение прямоугольной формы (см. гл. 1). При коммутации посредством последовательно включенного конденсатора напряжение пряхмоугольной формы выделяется на резонансном контуре LC, ъключешош последовательно с нагрузкой. Контур LC необходим как средство коммутации, но он выполняет также функцию фильтрации- В результате в последовательном инверторе кривая напряжения на нагрузке может приближаться к синусоидальной форме. В параллельном инверторе реактор в цепи постоянного тока и коммутирующий конденсатор также выполняют двойную функцию обеспечения коммутации и некоторой фильтрации напряжения на нагрузке. При большой коммутирующей емкости форма кривой напряжения на нагрузке параллельного инвертора с емкостной коммутацией может приближаться к синусаидальной.

Простейшие виды весьма важного нового семейства инверторов, рассмотренных в гл. 5, дают напряжение прямоугольной фор-шы. Эти импульсно-коммутнруемые инверторы имеют хорошую внешнюю характеристику и способны работать в широких диапазонах нагрузок и коэффициентов мощности. При применении бы-строзапирающихся статических переключающих устройств коммутирующий импульс может иметь весьма малую длительность. Таким образом, потери, связанные с коммутацией, снижаются до минимума и это обеспечивает у современных импульсно-коммути-руемых инверторов весьма высокий к. п. д. и делает их весьма надежными преобразовательными системами. Во многих мощных инверторах содержание гармонических в напряжении на нагрузке должно быть меньше, чем обычно оговариваемая степень содержания. Для обычных промышленных электрических систем переменного тока оговаривается, что возможный уровень первой (после основной) гармоники не должен превышать 5% от основной гармоники прн 10%-ном ограничении обш.его искажения кривой вьгс-




[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [ 34 ] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46]

0.018