Методы импульсного регулирования постоянного напряжения.
Регулирование выходного напряжения ИППН осуществляется импульсными методами путем изменения параметров выходных сигналов. Наибольшее применение нашли широтно-импульсный, частотно-импульсный методы и их комбинация.
Широтно-импульсный метод регулирования (ШИР) осуществляется изменением длительности (ширины) выходных импульсов tи при неизменном периоде их следования T=const; . Среднее значение выходного напряжения преобразователя при ШИР:
, (4.1)
где - коэффициент регулирования.
В соответствии с этой формулой диапазон регулирования выходного напряжения ИППН с ШИР составляют от нуля (tи =0; γ=0) до Е (tи =T; γ=1).
Частотно-импульсное регулирование (ЧИР) производится за счет изменения частоты следования выходных импульсов при неизменной их длительности tи =const. Регулировочные возможности преобразователя характеризуются соотношением:
(4.2)
Выходному напряжению Е соответствует предельная частота следования импульсов, равная , а нулевому выходному напряжению .
Совместное преобразование ШИР и ЧИР заключается в изменении двух параметров выходных импульсов tи и и называется комбинированным.
Рассмотрим наиболее распространенные принципы построения схем ИППН (рисунок 4.2.а). Регулирующий элемент условно покажем в виде ключа, функцию которого обычно выполняет тиристор или силовой транзистор. В выходную цепь входит нагрузка Zн активно-индуктивного характера и при необходимости сглаживающий дроссель Lф. Иногда применяются более сложные сглаживающие фильтры, например Г - образный LC фильтр. Диод VD0 предназначен для создания контура протекания тока нагрузки при разомкнутом ключе К.
Рассмотрим процессы протекающие в таком преобразователе. На интервалах включенного состояния ключа t1-t2, t3-t4, t5-t6 напряжение подключается ко входу сглаживающего фильтра , Uвых=Е, диод VD0 закрыт. Через нагрузку протекает ток iн по цепи (+Е)-К- Lф-Zн –(-Е). На интервалах отключенного состояния ключа t2-t3, t4-t5 связь выходной цепи с источником питания отсутствует, однако ток через нагрузку продолжается. Он поддерживается энергией, накопленной реактивными элементами – дросселем Lф и индуктивностью нагрузки Lн и замыкается через VD0 вследствие чего Uвых=0. Без учета падений напряжения на активных сопротивлениях дросселя Lф и подводящих проводом Uн=Uвых , определяется средним значением Uвых(t) и находится по формулам 4.1 и 4.2. Ток iн состоит из участков экспонент нарастания и спадания с постоянной времени . Среднее значение тока .
При переходе к большим мощностям нагрузки (свыше 100кВт) возникают трудности в построении преобразователей по рассмотренной схеме. Они вызваны большими токами , и необходимостью применения большого числа параллельно включенных тиристоров. Кроме того, трудно осуществима конструкция дросселя с большой индуктивностью. ИППН большой мощности выполняют по многотактному принципу, основанному на параллельном включении Т-отдельных преобразователей, работающих на общую нагрузку от общего источника постоянного тока.
Дата добавления: 2015-08-08; просмотров: 3382;