ИППН с параллельной коммутацией и коммутирующим дросселем в цепи обратного диода

В этой схеме коммутирующий дроссель L_к включён в цепь обратного диода VD₀. Благодаря такому включению максимальное напряжение на конденсаторе и тиристорах не превышает Е.

Начальный заряд С_к происходит подаче отпирающего пускового импульса управления на VS_к по цепи Е - С_к - VS_к - L_к - Z_н полярностью в скобках. К моменту t₁ все тиристоры заперты, напряжение на нагрузке равно нулю, ток нагрузки протекает через VD₀ и L_к. В момент времени t₁ отпирается VS_с. К нагрузке прикладывается напряжение Е и начинается переход тока i_н из цепи диода VD₀ в цепь источника питания. Из-за наличия L_к в цепи VD₀ переход тока продолжается в течение времени t₁ – t’₁ при котором ток VD₀ спадает до нуля, а ток VS_с нарастает от нуля до I_н. Процесс протекает под воздействием напряжения Е, прикладываемого к дросселю L_к. Длительность:

(4.4)

За счет приложенного к дросселю напряжения диод VD_п на этом этапе не проводит ток и напряжение на конденсаторе не изменяется. В момент t’₁ запирается VD₀, отпирается VD_п и происходит перезаряд С_к по цепи С_к - VS_с - L_к - VD_п до напряжения близкого к Е полярностью без скобок. На интервале t₂ – t₃ напряжения на элементах схемы остаются без изменений и определяются напряжениями источника питания и конденсатора.

В момент t₃ открывается VS_к и конденсатор перезаряжается по контуру С_к – VS_к - L_к - VS_с. Под действием встречного тока i_с ток силового тиристора спадает до нуля – интервал t₃ – t₄, а на интервале t₄ – t₅ к VS_с прикладывается обратное напряжение, равное падению напряжения на VD от протекающего через него тока. В момент t₅ и ток через VD равен нулю, однако при этом U_c<Е и VD₀ остается закрытым. С момента времени t₅ ток i_н переходит в цепь Е - С_к – VS_к - L_к - Z_н. L_к << L_н и не оказывает влияния на перезаряд С_к на этом интервале. Поэтому и напряжение на С_к увеличивается по линейному закону до величины Е. На интервале t₅ – t₆ конденсатор подключен параллельно VS_с, что обуславливает появление линейного участка в кривых U_c(t) и U_VSc(t). В момент t₆ U_с=Е и ток нагрузки из цепи конденсатора переходит в цепь открывающегося диода VD₀. Диод VD₀ фиксирует напряжение на С_к на уровне Е, сохраняя его неизменным. Тиристор VS_к закрывается, а напряжение на нем, равное разности напряжения питания Е и напряжения на С_к, тоже равном Е близко к нулю. После момента времени t₆, напряжение на элементах схемы остается без изменений.

Рассмотрим цикл перезаряда конденсатора на фазовой плоскости (рисунок 4.13). Т.1 определяет состояние конденсатора по окончании предыдущего цикла перезаряда конденсатора или заряда при пуске. Участок 1-2-3 описывает процесс подготовительного перезаряда конденсатора по цепи С_к – VS_с - L_к – VD_п. Участок 3-4-5-6 характеризует коммутационный процесс, сопровождающийся запиранием VS_с. Участок 5-6 отвечает этапу перезаряда С_к неизменным током I(0). Возвращению схемы в исходное состояние соответствует участок 6-1. В схеме отсутствует эффект последовательного накопления энергии, т.к. по окончании процесса коммутации энергия, накопленная в L_к отдается при отпирании VD₀ в нагрузку.

Из временных диаграмм видно, что все элементы схемы преобразователя, за исключением VD₀, выбирают на напряжение источника питания Е. Диод VD₀ надо выбирать на обратное напряжение 2Е.

Дата добавления: 2014-01-05