вход Вход Регистрация



Фазовый метод стабилизации выходного напряжения параллельного инвертора может быть реализован за счёт регулирования реактивной мощности коммутирующего конденсатора. Наиболее эффективно это можно осуществить с помощью регулируемой индуктивности, например, реактора с подмагничиванием или тиристорно-индуктивного регулятора [20,21]. Структура подобной системы показана на рис. 3.8, а на рис. 3.9 представлены развертки процессов, поясняющие работу индуктивного регулятора.

При изменении угла регулирования тиристоров регулятора от 180º до 90º, можно изменять ток регулятора от 0 до некоторого максимального значения, определяемого очевидным соотношением:

, (3.8)

где - действующее значение первой гармоники тока индуктивности регулятора при .

Нетрудно видеть, что углы регулирования меньше, чем 90 эл. градусов реализовать невозможно, так как при встречно-параллельном включении тиристоров регулятора следующий тирис-


тор может быть включен только после выключения ранее работавшего тиристора, а при один из тиристоров регулятора всегда включен, так как ток индуктивности регулятора сдвинут по фазе по отношению к выходному напряжению инвертора на 90 эл. градусов. Важным свойством индуктивного регулятора, (определяющим само название системы) является то, что первая гармоника тока регулятора Ip(1) , независимо от величины угла , всегда сдвинута на 90 эл. градусов по отношению к выходному напряжению, т.е. имеет индуктивный характер.

На рис. 3.9(б) показана кривая напряжения между анодом и катодом тиристора регулятора. Как видно из приведенной развертки, в этой схеме на тиристоре прямое напряжение нарастает со скоростью, определяемой нарастанием обратного напряжения на выходящем из работы приборе. Как правило, эта скорость превышает допустимую величину даже в устройствах средней мощности. Поэтому в реальной схеме тиристоры должны быть шунтированы RC-цепочкой, параметры которой следует выбирать из условия ограничения .

Расчет инвертора с индуктивным регулятором удобно выполнить, используя метод геометрических мест [20,21]. Для этого строим векторную диаграмму, как показано на рис. 3.10, полагая, что U2 = const. Как и в предыдущем случае, область существования тока нагрузки обозначена как S. В этом случае ток емкости Ic не изменяется, и для поддержания угла δ постоянным необходимо, чтобы конец вектора тока Ic скользил по вектору тока Iэкв. Следовательно, геометрическим местом точек начала вектора тока Ic должна быть прямая MN, параллельная вектору тока Iэкв. Для обеспечения коммутационной устойчивости инвертора линия MN должна проходить ниже области существования тока нагрузки.

Для того, чтобы выходное напряжение оставалось неизменным, при всех значениях тока нагрузки ток регулятора должен быть таким, чтобы начало вектора тока Iс размещалось на прямой MN. Это условие реализуется с помощью системы авторегулирования, которая вырабатывает соответствующие углы регулирования тиристоров индуктивного регулятора.

Анализ векторной диаграммы позволяет выделить некоторые характерные режимы работы системы. Например, точка Р1 на линии MN, соответствующая точке пересечения вектора тока индуктивного регулятор с линией MN, позволяет рассчитать величину тока индуктивного регулятора для заданного значения величины и фазы тока нагрузки. Соответственно, точка Р2 определяет режим максимальной мощности в нагрузке, причем именно в этом режиме наиболее нагружены элементы схемы преобразователя. Точка Р3 позволяет определить предельную величину тока индуктивного регулятора, точка Р4 полезна для расчёта минимальных токов в инверторе, при которых возможен выход выпрямителя в режим прерывистого тока.

Сравнивая инвертор с индуктивным регулятором с другими системами стабилизации выходного напряжения параллельного инвертора, можно отметить следующие преимущества:

· индуктивный регулятор обеспечивает компенсацию лишней реактивной мощности коммутирующего конденсатора непосредственно у источника, что позволяет разгрузить преобразователь: нет циркуляционного тока, входной ток пропорционален активной мощности нагрузки и т.д.;

· система обладает высоким быстродействием, так как ток индуктивного регулятора, как правило, имеет прерывистый характер, может изменяться в полном диапазоне за время, равное длительности одной полуволны выходного напряжения;

· наличие индуктивного регулятора приводит к улучшению формы выходного напряжения, так как регулятор автоматически настраивает контур, состоящий из коммутирующего конденсатора и эквивалентной индуктивности регулятора, в резонанс по отношению к частоте выходного напряжения;

· установленная мощность силового оборудования индуктивного

регулятора меньше, чем соответствующая мощность в системе с обратным выпрямителем.

Недостатками рассмотренной системы являются невозможность реализации рекуперативного режима и более сложная (по сравнению с системой с обратным выпрямителем) система управления, требующая наличия датчиков величины выходного напряжения, соответствующего регулятора и тому подобных элементов, характерных для любой системы авторегулирования. В то же время, такая система позволяет обеспечить более высокое качество стабилизации выходного напряжения, чем, например, система с обратным выпрямителем, которая является системой параметрической.


© 2018
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру