Главная » Периодика » Безопасность

0123 ... 49

тиристорные преобразователи

В большинстве случаев ПЧ различают по схемным признакам, что ограничивает и затрудняет их сравнение, анализ и выбор более удобного типа для решения конкретной задачи, поэтому известная классификация ПЧ по схемным признакам дополняется классификацией по функциональным признакам [28], т. е. по заложенным в них алгоритмам работы.

В тиристорных преобразователях процесс преобразования частоты осуществляется за счет периодического воздействия на параметры напряжений и токов нагрузки, т. е. за счет их модуляции. Характер модуляции определяется по алгоритму работы преобразователя и описывается системой так называемых модуляционных или коммутационных функций.

По схемным признакам вентильные ПЧ представляют многополюсники, число внешних зажимов которых определяется соответственно числом фаз на первичной и вторичной сторонах. С помощью ключевых вентильных элементов (тиристоров) внутренней схемы многополюсников обеспечиваются взаимные соединения входных и выходных зажимов. Внутренняя схема может быть различной по сложности и конфигурации, что определяется произвольностью выбора числа ветвей и связей между ними. Последнее может быть сокращено приведением сложных схем к более простым, эквивалентным основным схемам.

Функциональные схемы вентильных ПЧ отражают связь между процессами, протекающими в отдельных узлах и элементах преобразователя, и определяют соотношения между различными величинами, характеризующими процесс модуляции, их число, порядок и кратность. С помощью таких схем можно рассмотреть лишь их наиболее характер-

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЧАСТОТЫ

В ТИРИСТОРНЫХ СХЕМАХ

С ИСКУССТВЕННОЙ КОММУТАЦИЕЙ

ные признаки и представить процесс преобразования в общем виде.

В основу построения функциональных схем преобразователей положен метод сигнальных направленных графов. Такой граф представляет схему, состоящую из узлов, соединенных направленными ветвями - ребрами. Узлам графа

- .

u(tl

Ч(Щш

Рис. 1. Сигнальные графы с ветвями: -.

а - одной; б - сходящимися; в - расходящимися

соответствуют переменные, т. е. токи и напряжения в исследуемых цепях, а ветвям - коэффициенты при этих переменных, т. е. величины, характеризующие соотношения между токами и напряжениями. Стрелки на ветвях графа указывают направление передачи сигнала. Каждая ветвь сигнального графа характеризуется значением передачи -• отношением выходной величины к входной. Например,

Рис. 2. Схемы упрощения графа (правило): а - последовательно соединен-V ных ветвей; б - параллельно

одинаково соединенных вегвей; в - устранением простой узловой точки

в простейшем графе, содержащем одну ветвь с передачей Ф (рис.. 1, а), выходная величина и ых = Ф «вх, где Ывх - входная величина.

Если передаче такого графа привести в соответствие модуляционную функцию Ф (t), то графическое изображение (рис. 1, а) будет обозначать процесс модуляции входного напряжения Ывх по закону, описываемому функцией Ф (t), что эквивалентно произведению Ывх (О (О- Такой граф соответствует простейшему преобразователю, в котором производится модуляция напряжения и (t) функцией Ф(t).

Если в k-M узле сигнального графа сходится несколько ветвей, то сигнал k-то узла равен сумме сигналов, приходящихк нему (рис. 1, б). Если же из этого узла исходит несколько ветвей, то узловой сигнал передается по каждой из этих ветвей (рис. 1, е). С помощью правил граф может быть упрощен (рис. 2). Сигнальный направленный граф несет ту же информацию, что и система уравнений, описывающая исследуемый объект. Он является удобной и наглядной формой представления информации. Существует три типа уз- т(Ш лов: 1) истоки - узлы с выходящими ветвями; 2) простые кас-

кадные - узлы с выходящими ~тг -d. о и -П- 21Г ot

и входящими ветвями; 3) сто- р з простейшей

ки - узлы с входящими ветвями. коммутационной функции Истоки соответствуют независимым переменным (в нашем случае - напряжениям или токам питания), а стоки - зависимым (выходным величинам).

Для ключевых элементов в процессе работы характерны два установившихся периодически изменяющихся состояния: включено и выключено. При этом происходят коммутации в схеме, а модуляционные функции представляют собой скачкообразно и ступенчато изменяющиеся функции времени, назьшаемые поэтому коммутационными функциями (КФ). Каждому скачку такой функции соответствует коммутация в одной из ветвей преобразователя.

Алгоритм работы Преобразователя может быть описан не только системой, состоящей из нескольких КФ, но и одной, но уже более сложной коммутационной функцией. Функция, описывающая алгоритм работы преобразователя как многополюсника, обеспечивающего взаимные соединения зажимов на его первичной и вторичной сторонах, называется коммутационной функцией преобразователя.

Сложную КФ преобразователя можно представить как совокупность простейших функций, описывающих работу его отдельных составных частей. Простейшей функцией ПУ (t) такого рода является последовательность однополярных прямоугольных импульсов (рис. 3), соответствующая периодически чередующимся замыканиям и размыканиям ключа. Нулевое значение функции соответствует разомкнутому состоянию ключа, а значение, равное 1,- его замкну-

0123 ... 49