Elektr mexanikasi va texnologiyalari

Bir fazali eng sodda bog‘liq invertorning ishlash tahlili


3-rasm

Yuqoridagilarni hisobga olgan holda bitta qurilma ham, to‘g‘rilagich ham bog‘liq invertor rejimlarida ishlashi mumkin. Bunga misol qilib o‘zgarmas tok elektryuritmasini ko‘rish mumkin. (4-rasm) O‘zgarmas tok elektryuritma dvigatel rejimida ishlayotgan bo‘lsa, uning o‘zgartkichi to‘g‘rilagich vazifasini bajaradi, agar yuritma generator rejimida ishlasa, uning o‘zgartkichi bog‘liq invertor vazifasini bajaradi. Oxirgi rejim asosan pastga tushayotgan transportning elektryuritma va o‘zgartkichida, elektryuritmaning tormozlash vaqtida va boshqa hollarda kuzatiladi, ya’ni transportning o‘zgarmas tok dvigatelida hosil bo‘lgan quvvat o‘zgaruvchan tok tarmog‘iga uzatiladi.

4-rasm
Yuqoridagi rasmdan invertor tarkibida ikkita ideal e.yu.k. bo‘lib, ular: E_d - o‘zgarmas e.yu.k. va e₂ - o‘zgaruvchan e.yu.k. (punktir chiziq bilan ko‘rsatilgan). Transformator T_P ning birlamchi chulg‘ami elektr tarmog‘iga ulangan.
Kuchlanishning birinchi yarim davrida e₂ va E_d manbalar yo‘nalishlari tokning yo‘nalishi bilan mos tushadi va ikkala manbalar generator rejimida ishlaydilar. Bu holda iste’molchi vazifasini L_d induktivlik bajaradi. Bu rejimda invertorlash jarayoni sodir bo‘lmaydi.
Kuchlanishning ikkinchi yarim davrida e₂ va E_d manbalar yo‘nalishlari qarama-qarshi bo‘ladi va bu intervalda invertorlash jarayoni sodir bo‘lishi mumkin. Bu holda E_d e.yu.k. ning yo‘nalishi i tokining yo‘nalishi bilan mos keladi, aksincha e₂ ‘e.yu.k.ning yo‘nalishi i tokining yo‘nalishiga qarama-qarshi bo‘ladi. Invertorlash jarayonini hosil qilish uchun e₂ ning birinchi yarim davrini ko‘pgina qismida B tiristor yopiq bo‘lishini ta’minlash kerak va faqatgina V₀-V_r intervaldagina ochilishi mumkin bo‘lsin. Albatta E_d2m sharti bajarilishi kerak. (E_2m– e₂ manba kuchlanishining amplituda qiymati). Bu yerda chegaraviy nuqta V₀ bilan belgilanadiki, chunki shu nuqtagacha tiristor to‘g‘ri kuchlanish ostida bo‘ladi va ochuvchi impuls orqali ochilishi mumkin.. Ikkinchi chegaraviy nuqta V_r bo‘lib, tiristor toki qiymati nolga tushib, tiristorga to‘g‘ri kuchlanish qo‘yilguncha, tiristor yopilib ventillik xususiyatini tiklab olishi uchun kerak bo‘lgan vaqt oralig‘i bilan belgilanadi. Ushbu shartlarni bajargan holda tiristorni ochilish burchagining diapazoni (a₀¸a_r) oralig‘ida bo‘lganida invertorlash rejimidagi tok quyidagi tenglamadan aniqlanadi:
. (*)
(Bu yerda X_d – invertorlash konturidagi induktiv qarshi-liklar yig‘indisi, X_d=X_d )
Bu tenglama yordamida tokning o‘zgarish qonunini aniqlaymiz.

Tokning o‘zgarish tezligi E_d+e₂ ga bog‘liq bo‘lib, E_d+e₂>0 bo‘lsa, di/dt>0 – tok qiymati o‘sadi, E_d+e₂=0 bo‘lsa – tok o‘zini maksimal qiymatiga ega bo‘ladi, E_d+e₂<0 bo‘lsa – tok qiymati kamayadi. Oxirgi holda L_dda yig‘ilgan energiya hisobiga tok o‘tadi.
Agar tiristorni a=a₂ da ochilsa, V₂ - p oraliqda E_d va e₂ manbalarning e.yu.k. yo‘nalishi o‘zaro mos tushadi va ular generator rejimida ishlaydilar va tok o‘tishi hisobiga L_i da energiya yig‘iladi. p- V₀ oraliqda e₂ manbasini e.yu.k. yo‘nalishi o‘zgaradi va o‘tayotgan tok yo‘nalishiga mos tushmaydi – e₂ manba iste’molchi rejimida ishlaydi, L_d da esa hamon energiya yig‘ilishi davom etadi. V=V₀ dan boshlab L_d da yig‘ilgan energiya tarmoqqa bera boshlanadi. Invertorlash rejimi p- V₂^| oraliqda amalga oshadi. V=V₂^| ondan boshlab tiristordagi kuchlanish ishorasi manfiyga aylanadi, bunday hol b burchagi davomida saqlanadi V=V₀^| dan boshlab tiristorga ochuvchi impuls kelgunga qadar tiristor to‘g‘ri kuchlanish ostida bo‘lsa ham yopiq bo‘ladi.
(*) ifodaning o‘ng tomonida L_d drosseldagi kuchlanishning oniy qiymati keltirilgan. Ideal (isrofsiz) drosseldagi kuchlanishning o‘rtacha qiymati quyidagicha aniqlanadi:
(**)
Bu yerda l - tokning tiristordan o‘tish davomiyligi bo‘lib, uning qiymati yuqoridagi (**) ifodadan aniqlanadi.
Keltirilgan diagrammadan ko‘rinadiki, a=a_A bo‘lsa, tiristor ochilganidan so‘ng yopila olmaydi, chunki 0₁^| nuqtadan yana tiristor tokining qiymati E_d+e₂ kuchlanish hisobiga ortib boradi. Bunday holda invertor qisqa tutashuv rejimida ishlaydi. Shuning uchun ham a=a_r chegaraviy boshqarish burchagi bo‘lib, invertor chegaraviy rejimda normal ishlay oladi.
Demak, real invertorlarda nonormal rejimi 0₁^| nuqtadan oldin sodir bo‘ladi, chunki yopilganidan so‘ng yopilish xususiyatini tiklashi uchun qandaydir d vaqt kerakki, shu vaqt ichida p-n o‘tishdagi zaryad tashuvchilar so‘rilib ulgurishlari kerak. Bundan xulosa shuki, tiristor 0₁^’ nuqtadan kamida d burchagidan oldinroq yopilishi kerak.