Kuchlanish gazorazryad stabilizatorlari

Induktiv – sig‘imli parametrik o‘zgartkichlar

Reja:

1. Induktiv – sig‘imli tok man’balari.

   
   

2. «Tok manbai – asinxron motor» elektr yuritma tizimining sxemasi va tavsiflari.

   
   

O‘zgarmas tok tiristorli o‘zgartkichlar kuchlanish manbai sifatida ishlatiladigan bo‘lsa, yuklanishning tok qiymati o‘zgargan paytda ham kuchlanishning qiymati deyarli o‘zgarmay qolib va uning o‘zgarishi esa faqat vazifalovchi boshqaruv kuchlanishining qiymatigagina bog‘liq bo‘ladi. Ammo bunday TO‘ ma’lum sxemalar asosida, masalan, tok bo‘yicha kritik musbat teskari bog‘lanishli sxema asosida yig‘iladi, kuchlanishning qiymati o‘zgargan holda yuklanishdagi tokning qiymati o‘zgarmay qolib o‘zgartkich tok manbai vazifasini bajaradi. Sanoatda tok manbai o‘zgartkichlari, misol uchun elektr yoy pechlarida yoy tokining qiymatini bir xil ushlab turishda, kabel va sim o‘rovchi qurilmalarining motorlarida bir xil mexanik kuchlanish hosil qilishda, tajriba – sinov stendlarida o‘zgarmas qiymatli moment hosil qiluvchi yuklanish qurilmalarda keng qo‘llaniladi.
Sodda va ishonchli tok manbai (TM) kuchlanish rezonansi bo‘yicha sozlangan induktiv – sig‘imli TMning (9.1a – rasmga qarang) ish rejimi quyidagi Kirxgof tenglamalari tizimi bilan ifodalanadi
. (9.1)

Tenglamalar tizimi (9.1) ni I_yuk ga nisbatan yechganimizda quyidagi ifodani hosil qilamiz –

. (9.2)
Bu yerda Z_L = jX_L , Z_c = -jX_c va X_L = X_c = X_R ekanligini hisobga olganimizda (9.2) tenglama soddalashtirilgan ko‘rinishga keladi:

, (9.3)
Bu yerda X_R – kondensator va reaktorning reaktiv qarshiliklarining rezonans qiymatlari, U_T – manba tarmog‘ining kuchlanishi.

Ushbu bobning oldingi xatboshilarida DC transformatorlari sozlanishi kuchlanish manbai rejimlarida ko'rib chiqildi, qachonki yuk oqimi o'zgarganda, kuchlanish taxminan o'zgarmaydi va sozlash signali bilan aniqlanadi. Biroq, ma'lum bir kommutatsiya sxemasiga ega bo'lgan, masalan, tanqidiy ijobiy fikrga ega bo'lgan ushbu TClar, aksincha, yukdagi kuchlanish o'zgarganda, oqim o'zgarishsiz qolganda, oqim manbai rejimlarida ham ishlashi mumkin.

9.1 – rasm. Bir fazali induktiv – sig‘imli TMning sxemasi (a) va kuchlanishlarning vektor diagrammasi (b)

Shunday qilib, yuklanishdagi tokning qiymati o‘zgarmas bo‘lib, Z_yuk va U_yuk=I_yukZ_yuk larga bog‘liq bo‘lmaydi. U_yuk ning ixtiyoriy qiymati uchun induktiv – sig‘imli tok manbaining vektor diagrammasi 9.1b – rasmda tasvirlangandek ko‘rinishga ega bo‘ladi. Bunday TMlarning afzalligi soddaligida. Kamchiliga esa yuklagich sifatida TMga to‘g‘rilagich orqali o‘zgarmas tok motori ulanganida o‘zgarmas tok qiymatining doimiyligi sharti buziladi. Bir fazali TMning kamchiliklaridan biri uzlukli tok rejimining mavjudligi va uning yuklanishga ta’siri sezilarli bo‘lishi-dadir. Bu kamchilikni yo‘qotish uchun TMlarning ko‘p fazali sxemalari qo‘llaniladi (9.2a – rasm).

9.2 – rasm. Uch fazali induktiv – sig‘imli TMning sxemasi (a) va uning kuchlanishlar diagrammasi (b)

Uch fazali TMning ish rejimlarini hisoblash uchun biron – bir fazasi uchun Kirxgof tenglamasini tuzish kifoyadir va bu tenglamalar tizimi (9.1) ko‘rinishda bo‘ladi. I_yuk ga nisbatan yechimi ifodasini soddalashtirib va mos o‘zgartirishlardan so‘ng R_L = 0 bo‘lgan holat uchun quyidagi ifodani hosil qilamiz –

I_yuk =U_l/X_R = sonst. (9.4)
Bu yerda U_l – tarmoqning liniya kuchlanishi; X_L = X_c = X_R – sig‘im va reaktorlarning reaktiv qarshililarining rezonans qiymatlari. 9.2b – rasmdagi vektor diagrammadagi ON yuklanish kuchlanishi vektori godografi (U_yuk = I_yukR_yuk) va U_AV kuchlanishga perpendikulyar bo‘ladi. Yuklanishning qisqa tutashishi, ya’ni R_yuk = 0 rejimi tarmoq uchun eng yengil rejim bo‘ladi va liniya toki

0

(9.5)

qiymatga teng bo‘ladi.

Yuklanishning salt yurish rejimi, ya’ni favqulodda (avariya) rejimi bo‘lib, ta’minlovchi tarmoqning qisqa tutashuv rejimiga mos keladi:

0

(9.6)
TMning tashqi tavsifini ifodalovchi tenglamada yuklanishning toki chiqish ko‘rsatkichi bo‘lib, g‘alayonlovchi ta’sir esa yuklanishning kuchlanishi bo‘ladi

, (9.7)
bu yerda – reaktorning aslligi.
Bu tenglamada U_yuk = 0 bo‘lishi TM tashqi tavsifining salt yurish rejimidagi I_yuk = I₀ qiymatini beradi (9.3 – rasm). Tavsifning nishabligi U_yuk= U_l bo‘lgandagi holat uchun statizm orqali aniqlanadi

. (9.8)
Reaktorning aslligi qancha katta bo‘lsa, shuncha TMning tashqi tafsifi shuncha bikr bo‘ladi. TM lar uchun qo‘llaniladigan reaktorlarning aslligi odatda D_L > 100 bo‘lib, qiymatga ega bo‘ladi.

9.3 – rasm. TMning tashqi tavsifi
Kuchlanish rezonansi hodisasi TM larda qo‘llanilib, yuklanish qarshiligining o‘sishi bilan reaktor va sig‘imda ham kuchlanishning o‘sishi kuzatiladi. Shuning uchun TM ning reaktoridagi kuchlanishning maksimal qiymatini aniqlash asosiy amallardan biridir. 9.2b – rasmdagi vektor diagrammadali U_l teng yonli ANB uchburchakning AN tomoni deb qaraladi va bu vektorning qiymati quyidagi ifoda yordamida aniqlanadi:
va shuningdek, liniya kuchlanishi qiymatining analitik ifodasi esa quyidgi ko‘rinishga ega bo‘ladi:

. (9.9)
Ushbu ifoda asosida yuklanish kuchlanishi 0 dan to U_l gacha o‘zgarganda ham U_L ning qiymati U_l dan kichik bo‘lishini va U_yuk qiymatining ushbu diapazon oralig‘ida reaktor tokining maksimal qiymati yuklanish toki bilan quyidagicha bog‘langanligini aniqlaymiz

(9.10)
va uning qiymati yuklanish tokidan kam bo‘ladi. Shunday qilib, reaktorning o‘lchamlarini belgilovchi quvvati U_LmaxI_L < U_yukI_yuk tengsizlikdan iborat bo‘ladi.

Induktiv – sig‘imli tok manbalari uchun tipik yuklanish sifatida yakor zanjiri TMdan to‘g‘rilagich ko‘prik sxemasi orqali ta’minlanuvchi mustaqil qo‘zg‘aluvchan o‘zgarmas tok motorlari keng qo‘llaniladi (9.4a – rasm). Agar reaktorning aktiv qarshiligini R_L = 0 deb qarasak to‘g‘rilagich nochiziqligining TMga ta’sirini hisobga olmaganimizda yuklanish toki liniya kuchlanishi va reaktorning induktivligiga bog‘liq bo‘lib qoladi

(9.11)
va bu esa yakor zanjiridagi tokning kuchlanishga hamda motorning tezligi ga bog‘liq bo‘lmaydi (9.4b – rasm). Motorning momenti ifodasi M = kFI_ya dan ko‘rinib turibdiki, yakor tokining I_ya = const bo‘lishi, momentning magnit oqimiga to‘g‘ri proparsional bo‘lishining ta’minlanishi va induktiv – sig‘imli tok o‘zgartkichi va o‘zgarmas tok motori tizimining mexanik tavsiflari F ning turli qiymatlari uchun vertikal to‘g‘ri chiziq-lardan iborat tavsiflari majmuasidan iborat bo‘ladi (9.4v – rasm). Shunday qilib, bu elektr yuritma tizimi magnit oqimini rostlovchi o‘zgarmas moment manbai xususiyatiga ega bo‘ladi.

9.4 – rasm. TMli o‘zgarmas tok elektr yuritmasining sxemasi (a) va uning elektromexanik (b) va mexanik (v) tavsiflari

Asinxron motorlarning o‘zgarmas tok motorlariga nisbatan ishlatilishining osonligi, massa – og‘irlik ko‘rsatkichlari kichikligi va ishonchlilik darajasining yuqoriligi bilan ajralib turadi. Shuning uchun ham asinxron motorlar asosida «tok manbai – motor» elektr yuritma tizimlarini yaratish maqsadga muvofiqdir. Bunday tizimning negizini induktiv – sig‘imli parametrik o‘zgartkich hosil qilib, u faza rotorli asinxron motor fazasidagi tokni stabillashga hizmat qiladi. Asinxron motor hosil qiladigan aylantirish momenti stator chulg‘ami magnit oqimi maydonining o‘zgarmas qiymatida rotor tokining haqiqiy qiymatiga to‘g‘ri proparsional bo‘lib, stabillashgan rotor tokini o‘zgartirib unga mos keluvchi M = const tavsiflari to‘plamini hosil qilish mumkin. Agar elektr yuritma tizimida tezlik bo‘yicha manfiy teskari bog‘lanish qo‘llanilsa, u holda bo‘lgan tavsiflar to‘plamini hosil qilish mumkin bo‘ladi.

9.5 – rasm. «Tok manbai – asinxron motor» elektr yuritma tizimining funksional sxemasi

9.5 – rasmda «tok manbai – asinxron motor» elektr yuritma tizimining funksional sxemasi keltirilgan bo‘lib, bu yerda ISO‘ – induktiv – sig‘imli o‘zgartkich, TKR – tiristorli kuchlanish rostlagich, T1 va T2 – to‘g‘rilagichlar, A – asinxron motor, TG – taxogenerator, IFBT – impuls – faza boshqarish tizimi, rotor zanjiridagi R_N – rotor zanjiridagi aktiv qarshilik, K – oraliq kuchaytirgich. Rotor zanjiridagi R_N qarshilik ketma – ket ulangan T1 va T2 to‘g‘rilagichlarning ishlashini ta’minlaydi. Sirpanishning oshishi bilan asinxron motor rotoridan R_N ga uzatilib so‘nayotgan energiyaning qiymati ham oshadi va shu vaqtda ISO‘dan uzatilayotgan energiya kamayadi. Bunday energiya taqsimi asinxron motor rotor tomonidan qo‘shimcha qarshilik ulangandek qabul qilinadi. R_N qarshilikning qiymati quydagicha aniqlanadi:
Chastotani o'zgartirgich - elektr tokining chastotasini (kuchlanish) o'zgartirish uchun elektron qurilma
Chastotani asenkron chastotali konvertor tarmoqning uch fazali yoki bir fazali o'zgaruvchan tokini 50 (60) Gts chastotali uch fazali yoki bir fazali oqimga, chastotasi 1 Gts dan 800 Gts gacha bo'lgan oqimga aylantirish uchun ishlatiladi.

Sanoat elektroinduksiya tipidagi chastota konvertorlarini ishlab chiqaradi, ular dizayni bo'yicha generator-konvertor rejimida ishlaydigan fazali rotorli asinxron motor va elektron turdagi konvertorlar.

Elektron turdagi chastota konvertorlari ko'pincha elektr kuchlanish konvertorining chiqishida ma'lum chastotani yaratib, asenkron elektr motorining yoki sinxron motorning tezligini muammosiz boshqarish uchun ishlatiladi. Eng oddiy hollarda chastota va kuchlanishni tartibga solish V / f ko'rsatilgan xarakteristikaga muvofiq sodir bo'ladi, eng ilg'or konvertorlarda vektor boshqaruvi amalga oshiriladi.

Elektron tipdagi chastota konvertori - bu sanoat chastotasining o'zgaruvchan tokini to'g'ridan-to'g'ri oqimga aylantiruvchi rektifikator (DC ko'prigi) va to'g'ridan-to'g'ri tokni kerakli chastotaning o'zgaruvchan tokiga aylantiruvchi invertor (konvertor) (ba'zan PWM bilan) dan iborat qurilma. amplituda. Chiqish tiristorlari (GTO) yoki tranzistorlar (IGBT) motorni quvvatlantirish uchun kerakli oqimni ta'minlaydi.

Chiqish kuchlanishining shaklini yaxshilash uchun ba'zan konvertor va vosita o'rtasida chok qo'yiladi va elektromagnit shovqinlarni kamaytirish uchun EMC filtri ishlatiladi.

Konverterlarning aylanish chastotasini keng diapazonda bosqichma-bosqich o'zgartirish uchun chastotani nazorat qilish usuli qo'llaniladi, ya'ni AC motorining statorining chastotasi va kuchlanishini tartibga solish. Chastotani o'zgartirgichlar kirishda 50 Gts qattiq tarmoq chastotasi kuchlanishiga ega va chiqishda talab qilinadigan chegaralarda silliq o'zgarib turadigan kuchlanish mavjud. Chastotani o'zgartirgichlarning keng assortimenti mavjud bo'lib, ularning aksariyati uchta asosiy xususiyatga bo'lingan: to'g'rilash moslamasi va inverterni o'z ichiga olgan oraliq shahar aloqasi bo'lgan chastotali konvertorlar (inverter to'g'ridan-to'g'ri oqimni doimiy o'zgaruvchan chastotali o'zgaruvchan tokga aylantiradi); to'g'ridan-to'g'ri ulanishga ega chastotali konvertorlar, ularning chiqish kuchlanishining har bir yarim davri tarmoq kuchlanishining bir nechta ijobiy va salbiy yarim davrlaridan hosil bo'ladi; Ikki konvertordan iborat bo'lgan oraliq yuqori chastotali o'zgaruvchan tok aloqasi bo'lgan chastotali konvertorlar: birinchisi tarmoq chastotasini yuqori chastotaga aylantiradi va bir fazali yoki uch fazali chiqishga ega, ikkinchisi - qabul qilingan chastotani qisqartirilgan chiqishga aylantiradi. tartibga solinadigan qiymat.

Qo'shimcha sun'iy o'tish moslamalari bo'lmagan tiristorlarda ishlab chiqarilgan to'g'ridan-to'g'ri ulanishga ega konvertorlar maksimal chiqish chastotasi chegarasi taxminan 20-25 Gts ni tashkil qiladi, bu ularni dastgohlar drayverlari uchun ishlatishga imkon bermaydi. Transistorlar asosidagi to'g'ridan-to'g'ri bog'langan konvertorlar maksimal chiqish chastotasi cheklovidan ozoddir, lekin faqat kam quvvatli drayvlar uchun qo'llaniladi va ko'p miqdordagi tranzistorlarni o'z ichiga oladi. O'zgaruvchan tokning oraliq aloqasi bo'lgan konvertorlar murakkab va shuning uchun dastgohlar drayverlarida qo'llanilishi topilmadi.

Mashina asboblari haydovchilarida, qoida tariqasida, oraliq to'g'ridan-to'g'ri to'g'ridan-to'g'ri ulanishga ega chastota konvertorlari qo'llaniladi (61-rasm). Oraliq bog'lanish atamasi rektifikator va inverter o'rtasida doimiy oqim davri mavjudligini anglatadi. Boshqarilmaydigan rektifikator V chiqishidagi rektifikatsiya qilingan kuchlanish Ua ning o'rtacha qiymati doimiy qiymatga ega va boshqariladigan rektifikatorda o'rtacha kuchlanish qiymatini haydovchining ish sharoitlariga mos ravishda sozlash mumkin. Rektifikatsiya qilingan kuchlanishning to'lqinlanishini yumshatish uchun Cf kondansatörü va L drosseldan iborat filtr ishlatiladi.

Uch fazali ko'prik inverteri (61-rasm) VI ... V6 to'liq boshqariladigan oltita kalitni o'z ichiga oladi, unga uchta vosita stator sargisi ulanadi. O'tkazuvchanlik kalitlari oralig'i 120 yoki 180 el bo'lgan ma'lum invertorlar. daraja. Chiqish kuchlanish davri 360 el. daraja. 120 el oralig'ida inverterning ishlashini ko'rib chiqing. daraja. CHASTOSATLI INVERTERLAR: TUZILISHI, ISHLATISH PRINSIBI

Diqqat! Quyidagi ma'lumotlar nazariydir. Agar siz muayyan muammoni hal qilmoqchi bo'lsangiz yoki sizning holatingizda qanday va qanday jihozlardan foydalanish kerakligini aniqlasangiz, ushbu sahifaning yuqori qismida yoki "Kontaktlar" sahifasida ko'rsatilgan usullardan biri yordamida biz bilan bog'lanib, bepul maslahatdan foydalaning yoki anketani to'ldiring. Texnik qo'llab-quvvatlash muhandisi sizga ko'rsatgan elektron pochta manzilingizga tavsiyalar yuboradi.
Chastotani o'zgartirgichlar - bir chastotaning o'zgaruvchan tokini (kuchlanish) boshqa chastotaning o'zgaruvchan tokiga (kuchlanish) aylantirish uchun mo'ljallangan qurilmalar.
Zamonaviy konvertorlardagi chiqish chastotasi keng diapazonda o'zgarishi mumkin va tarmoq chastotasidan yuqori yoki pastroq bo'lishi mumkin.
Har qanday chastota konvertorining sxemasi quvvat va boshqaruv qismlaridan iborat. Quvvat qismi odatda elektron kalit rejimida ishlaydigan tiristorlar yoki tranzistorlarda amalga oshiriladi. Boshqaruv qismi raqamli mikroprotsessorlarda bajariladi va quvvat elektron kalitlarini boshqarishni ta'minlaydi, shuningdek ko'p sonli yordamchi vazifalarni (nazorat, diagnostika, himoya) hal qiladi.
QUVCH QISMINING TUZILISHI VA ISHLATILISH PRINSIBIGA QARA REGULOTLANGAN ELEKTR DAVLATDA FOYDALANILGAN CHASTOSATNI O'zgartirgichlar IKKI SINFGA BO'LIB KELADI:
Aniq oraliq DC havolasi bilan.
C to'g'ridan-to'g'ri ulanish bilan (oraliq shahar aloqasi yo'q).
Boshqa konvertorlarga nisbatan deyarli eng yuqori samaradorlik (98,5% va undan yuqori).
Yuqori kuchlanish va oqimlar bilan ishlash qobiliyati, bu ularni kuchli yuqori kuchlanishli drayvlarda ishlatishga imkon beradi, nazorat qilish davrlari va qo'shimcha uskunalar tufayli mutlaq xarajatlarning oshishiga qaramay, nisbatan arzonligi.


Mavjud sinflarning har biri o'zining afzalliklari va kamchiliklariga ega, bu ularning har birini oqilona qo'llash sohasini belgilaydi.