ИППН с параллельной коммутацией и коммутирующим контуром, подключаемым параллельно нагрузке

Схема с коммутирующим диодом.

Начальный заряд конденсатора осуществляется по цепи Е - С_к – VD_к - L_к – Z_н (в скобках) при подключении схемы на напряжение источника питания без специального управляющего импульса.

Регулирование выходного импульса осуществляется сдвигом во времени отпирания перезарядного тиристора VS_п относительно момента отпирания силового тиристора VS_с. При отпирании VS_п вначале происходит предварительный перезаряд конденсатора по сепии С_к – VS_с - VS_п - L_к полярностью без скобок, и сразу же вслед за ним через диод VD_к - рабочий перезаряд па цепи С_к – L_к – VD_к - VS_с, сопровождающийся запиранием силового тиристора. Диаграммы на рисунке 4.6 действительны для схемы на рисунке 4.8, однако будет отсутствовать интервал времени t₂– t₃, отделяющий подготовительный перезаряд конденсатора от рабочего. Начальные напряжения U(0) в этой схеме такие же, что и в схеме, рисунке 4.6.

В этой схеме (рисунок 4.9) тиристор VS_з предназначен для проведения подготовительного заряда конденсатора перед очередной коммутацией силового тиристора VS_с. Он отпирается одновременно с силовым тиристором. Изменением задержки во времени поступления импульса управления на отпирание коммутирующего тиристора VS_к регулируют длительность выходных импульсов и величину напряжения на нагрузке U_н. Процессы, протекающие в схеме, рассмотрим с помощью метода фазовой плоскости (рисунок 4.10) с привлечением временных диаграмм (рисунок 4.11).

Режим пуска преобразователя начинается при поступлении управляющих импульсов на VS_с и VS_з. С их отпиранием к нагрузке прикладывается напряжение Е, а так же происходит заряд С_к по цепи Е - VS_с - VS_з - L_к – С_к полярностью в скобках. Без учета потерь энергии в контуре конденсатор заряжается до напряжения 2Е. На фазовой плоскости процессу начального заряда соответствует дуга окружности 0-1 С центром в точке (-Е, 0). По окончании заряда к тиристору VS_з прикладывается запирающее напряжение (момент t₂). В момент t₃ поступает импульс управления на отпирание VS_к. С его отпиранием начинается процесс перезаряда С_к, характеризуемый кривой 1-2-3-4-5 на фазовой плоскости. На участке 1-2 ток протекает через VS_с навстречу току нагрузки,. В т. 2 ток VS_с равен нулю. На участке 2-3 к VS_с прикладывается обратное напряжение, равное падению напряжения на VD от протекания через него тока. В т. 3 и VD запирается. Полярность напряжения на конденсаторе в т. 3 является запирающей для VD_0, и он остается в закрытом состоянии. При этом ток нагрузки из цепи диода переходит в цепь конденсатора С_к - L_к – VS_к - Z_н. После т. 3 конденсатор продолжает перезаряжаться током i_н, принимаемым неизменным и равным I(0) – участок 3-4. В т. 4, U_с=0, диод VD₀ открывается, и ток нагрузки переходит в цепь диода. Напряжение на нагрузке становиться равным нулю – момент t₅. После т.4 происходит завершающий этап перезаряда С_к, вызванный спаданием тока i_с в контуре С_к - L_к – VS_к - VD₀. Через VD₀ при этом протекает разность токов. На участке 4-5 энергия накопленная в дросселе L_к отдается в С_к и его напряжение повышается на величину. В момент t₆ конденсатор полностью перезаряжен.

Поступление очередных отпирающих импульсов на тиристоры вызывает аналогичные процессы перезаряда конденсатора, отличие лишь в том, что во втором и последующих циклах перезаряда отсутствуют участки с неизменным током. Это связано с тем, что в момент запирания диода VD, например в т. 8, напряжение на конденсаторе имеет полярность, необходимую для отпирания VD₀. Кривая, характеризующая процесс перезаряда С_к без учета потерь энергии имеет вид раскручивающейся спирали, что свидетельствует о наличии в схеме эффекта последовательного накопления энергии.

Параметры установившегося режима U(0) и U₀ в этой схеме существенно отличаются,,, и зависят от потерь в цепях перезаряда конденсатора С_к.

Временные диаграммы в этой схеме отличаются от предыдущей главным образом видом кривой U_с(t), смещенной в область отрицательного напряжения на величину Е. Коммутирующий и зарядный тиристор выбирают на напряжение.

Дата добавления: 2014-01-05