Главная ->  Источники электропитния 

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 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 [ 71 ] 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132

На рис. 3.68 приведена схема двухтактного инвертора с активно-индуктивной нагрузкой. На рис. 3.69 приведены диаграммы работы этой схемы при однократной в течение полупериода широтно-им-пульсной модуляции. Относительная длительность импульса прямоугольного напряжения

Y = 21и / Т,

где длительность tn и период повторения Т импульсов согласно рис. 3.70.


Рис. 3.68. Электрическая схема мостового инвертора


Рис. 3.69. Диаграммы работы схемы мостового инвертора на рис. 3.76

Для обеспечения выходного напряжения инвертора в виде прямоугольника с паузой на нулевом уровне длительностью (1 - 7)Т необходимо, чтобы одна пара транзисторов (например, VT1 и VT2) переключалась со сдвигом по фазе на угол ук относительно другой



пары транзисторов (VT3 и VT4). При этом в каждой паре транзисторы открыты в течение полупериода.

Рис. 3.70. Длительность t и период повторения Т импульса

В интервале от О до тл; открыты транзисторы VT1 и VT4. В первой части интервала (от О до фн) накопленная в предыдущем периоде энергия из индуктивности Lh возвращается во входную цепь инвертора, причем ток нагрузки проходит через диоды VD1 и VD4 и транзисторы VT1, VT4. Последние работают в этом случае в инверсном режиме. Во второй части интервала (от фн до 7л;) ток меняет направление и поступает из входной цепи в нагрузку.

В момент времени, соответствующий углу ул, переключаются транзисторы VT3, VT4 и создается короткое замыкание выходных выводов инвертора. Цепь короткого замыкания содержит диод VD3, открытый транзистор VT3 в инверсном включении и открытый транзистор VT1. Ток нагрузки уменьшается в связи с тем, что энергия, запасенная в индуктивности Lh, рассеивается на сопротивлении Rh. в момент времени cot = л переключаются транзисторы VT1, VT2 и начинается второй полупериод.

Процессы, происходящие во втором полупериоде, аналогичны рассмотренным и отличаются только тем, что ток 1н меняет знак. Ток нагрузки имеет форму более близкую к синусоидальной по сравнению с напряжением на нагрузке Пн благодаря фильтрующему действию индуктивности Lh. Сдвиг фазы тока нагрузки относительно напряжения (угол ун) увеличивается при снижении cos ун нагрузки и становится равным л / 2 при cos Ун = 0.

При однократной ШИМ действующее значение выходного напряжения Пвых.д инвертора определяется соотношением

где Um = Ubx - (AUvTl + AUvT4);

AUvTi, AUvT4 - падения напряжения на открытых транзисторах VTl и VT4.



Действующее значение напряжения первой гармоники при введении паузы {jit 1) определяется из соотношения

Ui = sin(77c/2)-

Прямоугольное выходное напряжение с одним импульсом в течение полупериода Т / 2 содержит нечетные номера п гармоник:

Un = %= sin(Yn:n/2) sin(n(ot) я\2

п = 1, 3, 5, ...

На рис. 3.71 приведены кривые, характеризующие относительный гармонический состав выходного напряжения инвертора при регулировании. Коэффициент гармоник кг определяется из соотношения:

кг = lOOV 7tV8sin(7r 2) - 1

100 80 60 40 20 О

4Um/

- 1.0

- 0.6

- 0,4

?<0

0,2 0.4 0.6 0,B 1.0

->v

Рис. 3.71. Гармонический состав выходного напряжения инвертора

Минимальное значение коэффициента кг = 29% соответствует относительной длительности импульса у = 0,74. При регулировании в кривой выходного напряжения превалирует низшая третья гармоника, снижение которой при помощи фильтра представляет значительные трудности. При введении в прямоугольное напряжение паузы длительностью 60 электрических градусов (у = 0,66) третья гармоника, исключается и низшей становится пятая гармоника. В этом случае коэффициент гармоник на входе фильтра кг = 31,2%.



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 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 [ 71 ] 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132