Особенности инверторного режима работы ТП.

а) Особенность внешних характеристик.

Процесс коммутации имеет одну физическую природу в режиме выпрямления и и в инверторном режиме. Но в инверторном с ↑ тока, напряжение на якоре машины “М” ↑, расстояние от характеристики до оси абсцисс ↑.

б) Неустойчивость работы ТП при малых значениях угла b и больших значениях тока.Эта неустойчивость проявляется в “опрокидывания” или “прорыва” инвертора, что может => к выходу преобразователя из строя.

При некоторых обстоятельствах E_d¢ может мгновенно изменить свое направление на противоположное. Тогда в якорной цепи 2 источника энергии, что => к двойному КЗ в якорной цепи, в => быстрое нарастание тока и машина выходит из строя. Отключение ТП от сети не устраняет аварийного режима, т.к. ток под действием ЭДС E_М¢ будет продолжать протекать через одну из фаз вторичной обмотки трансформатора и вентиль этой фазы. Для устранения аварии разрываем якорную цепь.

Из диаграммы напряжения: при ↓ угла управления b коммутация приближается к точке “1”. Условием нормальной работы инвертора: завершение коммутации тока, т.е. переход его с фазы “с” на фазу “а” раньше, чем наступит момент равенства ЭДС коммутируемых фаз в точке “1”. Если вследствие ↓ угла b, или ↑ угла g, вызванного ↑ тока I_d, коммутация на закончится до наступления момента “1”, дальше переход тока на фазу “а” прекратится, и, начавшийся процесс коммутации пойдет в обратном направлении, т.е. останется включенной фаза “с”. Из диаграммы, U на фазе “с” очень быстро становится положительным, ЭДС инвертора E_d¢ меняет свою полярность на противоположную и происходит его “опрокидывание”. Условие: переключение должно закончится не дойдя до точки естественной коммутации, поэтому b≥ b_min. b_min ³ g_max + d + da

где: g_max - максимально возможное значение угла коммутации, определяемое максимально возможным током в любом режиме работы инвертора;

d - угол, определяемый временем восстановления запирающих свойств вентилей;

da - асимметрия управляющих импульсов, т.е. самопроизвольное их отклонение от заданной величины в силу ограниченных возможностей системы управления.

Если же предотвратить “опрокидывание” инвертора не удалось, необходимо использовать быстродействующие средства защиты.

44. Принципы импульсного регулирования напряжения. Характер нагрузки импульсных преобразователей для электропривода постоянного тока. Параметры t_р, t₀, Т_и, .

Нагрузка подключена к источнику U через ключевой элемент “к”, который замыкается и размыкается. Время замкнутого (t_р) и разомкнутого (t₀) состояний ключа можно автоматически изменять, воздействуя на него сигналами, поступающими из системы упр-ния “СУ”.К нагрузке будет приложено импульсное U, форма которого на рис б.

t = t_р + t₀ - период переключения ключа или время цикла регулирования;

¦ = 1/t - частота переключения ключа.

(t_р /t) = g - коэф-т заполнения периода рабочим импульсом.

Изменяя g, можно регулировать вых U на нагрузке.

Рассм-ся обратная вел-на q = (1/ g) = (t / t_р), которая наз-тся скважностью работы ключа.

Регулирование U в рассматриваемой схеме за счет изменения g можно рассматривать как широтно-импульсное регулирование U на нагрузке.

Возможны три способа регулирования напряжения:

1. Широтно-импульсное регулирование (ШИР), t_р - var, ¦- const (чаще используется);

2.Частотно- импульсное регулирование (ЧИР), t_р - const, ¦- var;

3.Широтно-частотное регулирование, когда t_р - var, ¦ - var.

Время рабочего импульса и время паузы связаны с g соотношениями: t_р = gt t₀= (1- g)t

Часто нагрузка имеет активно- индуктивный характер и в составе нагрузки присутствует источник ЭДС. Поэтому предусмотрен обратный вентиль. Он обеспечивает непрерывность тока в нагрузке при разрыве цепи импульсным элементом (ключом).

На основании баланса энергии, выявим зависимость, между средним значением тока, напряжением питания U_пит , ЭДС нагрузки E_н и коэффициентом g. Допущение: среднее и действующее значение тока в нагрузке равны (место при идеальной сглаженности тока (если L_н = ¥)).

Уравнение баланса поступающей в нагрузку из сети энергии за время одного рабочего импульса (t_р) и энергии, тратящейся в нагрузке за время t. W_L - энергия, накапливаемая в индуктивности за время t_р. Этой энергии достаточно для поддержания тока в нагрузке, равного I за время паузы (t₀).

U_н I t_р = E_н I t_р + I² R_н t_р + W_L => W_L = E_н I t₀ + I² R_н t₀

Уравнение баланса энергии U_н I t_р = E_н I t + I² R_н t => U_н t_р = E_н t + I R_н t

Разделим на t, тогда: U_н g = E_н + I R_н =>

связь переменной g с переменными I,U_н,E_н g = (E_н + I R_н)/ U_н

регулирование тока в цепи нагрузки можно осуществлять изменением g при неизменных R_н,U_н,E_н I = (U_н g - E_н)/ R_н