книги / Тиристорные генераторы ультразвуковой частоты
..pdf
Рис. 3.12. Схемы замещения двухмостового инвертора для различных стадий
Ток рааряда |
|
|
!*ск = |
sin wt, |
(3.20) |
где,/m— «CK(0)/©LK.
Напряжение на конденсаторе Ск, дросселе LK и диоде
равны |
|
|
|
иск —— иск (0) |
[cos |
(8/œ) sin ш<]; |
(3.21) |
ULK = иск(0) |
е~ъ* [cos id — (8/а>) sinorf]; |
(3.22) |
|
цд = М£к + (ÎQ «+ Id) R« — Ud = |
“CK (0) e - W [COS erf + |
|
|
4 -(8 /o))sin «rf)+ /A — t / * |
(3*23^ |
||
Ток нагрузки |
d. |
/ |
(3.24) |
|
|
||
Р„ = К М С к+Сф)/СкСф. |
(3.316) |
Зависимости, приведенные ниже, получены экспери ментально и с помощью вычислительной техники. Расче ты производились путем численного интегрирования си стем дифференциально-функциональных уравнений каж дого инвертора.
Записанные в матричной форме уравнения (2.13), (2.14), (2.20), (2.21) имеют следующий вид:
для одномостового инвертора (см. рис. 3.1 ,в)
|
#а* |
|
аЫщ |
#6* |
1 |
а„ = щ |
И, |
€ = О |
LU |
|
О |
|
|
|
|
иСк# |
|
wp= |
J|l 0 0||; |
w f = |
1 |
1 0 |
|
— I — 1 1 |
|||||
|
|
|
|
|
1 — 1 0 |
|
|
|
|
|
2*a* |
|
|
: |
Fs = |
|
2*6* |
|
|
|
*n* |
||
|
^K* |
|
|
*K* |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
«C |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Y „ = |
0 |
d |
- J |
< |
|
|
|
|
|
||
|
0 |
|
0 |
|
|
|
0 |
0 |
|
|
.0 |
|
M |
0 |
|
|
0 |
Z„ = |
*6 |
|
|
||
|
|
|
|
||
0 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
||
|
0 |
0 |
|
|
•?н* |
|
0 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
0 |
|
0 0
1 о
0 1
0
0 Î
dt.
0
0
0
0
' dt.
и ш . |
Ua * |
|
« 6 * |
||
и„ — ULd2t ï U * = |
||
.WCK I # |
||
“ i K l * |
|
|
Щ к 2 * |
и Ск2* |
|
|
||
|
Мц * |
e ~ wpt =
|
1 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
|
Ldi* |
w.f = |
0 |
I |
0 |
|
1 |
I |
F„ = |
^d2* |
1 |
0 |
— 1 |
|
0 |
— 1 |
|||
|
|
|
la* |
|||||
|
0 |
1 |
0 |
— 1 |
- I |
|
î-6* |
|
|
|
|
|
|
La* |
|
|
|
|
|
|
|
|
i-б* |
|
|
|
|
|
|
F, = |
‘CKI, |
|
|
|
|
|
|
|
|
‘ Ск2, |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ljt* |
|
|
|
|
— |
frf/* |
|
0 |
|
|
0 |
|
|
fd* |
J |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
T ~ Г л * |
|
0 |
|
0 |
||
|
|
|
|
|||||
Yp = |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
0 |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0 |
|
|
0 |
|
|
0 |
1 |
dU |
|
|
|
|
LK* |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
0 |
|
|
0 |
0 |
|
0 |
|
|
0 |
|
|
0 |
0 |
Zs = |
0 |
0 |
-*K * |
I |
dU |
|
0 |
O-' |
|
|
|
|
kldu |
0 |
|||
|
0 |
0 |
|
0 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
|
0 |
0 |
|
0 |
|
|
|
z,4 |
Для двухмостового инвертора (см. рис. 3.4, г)
|
иЦ>2. |
|
ад* |
|
|
ИСф1. |
|
|
|
|
а Сф2, |
ир = |
2M3I * |
. u s = |
e = wpt = |
|
2u6i* |
1 |
иСк!; |
|
|
иСк2, |
|
|
2ltal* |
|
|
|
|
|
|
|
2Щ2* |
|
|
«,*1
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
*ф1* |
|
Ы* |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
£Сф1# |
|
— 1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
^Сф2# |
|||||||
-~1 |
1 |
0 |
1 |
0 ; P |
= |
*ai* |
* F s — |
||||
|
|||||||||||
— 1 |
1 |
0 |
— 1 |
0 |
г р |
|
*6l* |
|
*Ск1# |
||
|
|
|
|||||||||
— |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
^а2* |
|
^*Ск2# |
|
— |
1 |
0 |
1 |
0 |
— 1 |
|
|
^б2* |
|
*и* |
|
|
гЧь ф1*«/ |
Л . |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
0 |
|
т Ч Л . |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
*-ф2*Л |
|
Ч‘ |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
г |
и * |
0 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Y„ = |
0 |
|
0 |
|
0 |
Лд1 |
0 |
0 |
о |
; |
|
|
Ла1 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
0 |
|
0 |
0 |
А& |
0 |
0 |
|
|
|
|
Аб! |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
0 |
|
0 |
0 |
0 |
Лаа |
0 |
|
|
|
|
Лаа |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
0 |
|
0 |
0 |
0 |
О |
i a - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лба |
|
лд |
0 |
|
0 |
0 |
|
0 |
0 |
\д |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
£ф* J |
|
0 |
0 |
|
0 |
0 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
- Ч |
л * |
о |
|
0 |
0 |
|
|
Сф* |
J |
г1 |
|
|
|
0 |
0 |
|
I |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
0 |
0 |
||
|
|
|
Ск* J Л* |
|
|||
0 |
0 |
|
0 |
0 |
7 ~ |
\ dt* |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
Ск» |
J |
|
|
0 |
|
0 |
|
||||
Сопоставление |
экспериментальных |
характеристик с |
|||||
расчетными, проведенное авторами, позволило заключить, что они отличаются друг от друга не более чем на 5 %'. Различие обусловлено в основном влиянием демпфирую щих цепочек в реальном инверторе, разбросом парамет ров конденсаторов и дросселей в двухъячейковых схемах и, с другой .стороны, введением всякого рода корректи рующих звеньев в алгоритмы расчета на ЭВМ. Посколь ку различие находится в пределах, допустимых для ин женерных расчетов, мы ниже не оговариваем, как полу чены приводимые характеристики.
На рис. 3.16—3.18 приведены зависимости действующего
значения напряжения и тока в нагрузке £/н* |
и /н*. первич |
ного тока /ф*, максимальное напряжение |
на тиристорах |
и Тт а х * , средний ток через тиристор /ьс.ср», |
время восста |
новления /поест, скорости нарастания тока тиристора в мо
мент включения |
|
[на рис. 3.17 |
\ |
]°т |
\ |
dt |
Jt =g I. |
at /max*J |
|
сопротивления нагрузки ZH* на рис. 3.16 для мостового ин |
||||
вертора (рис. 3.1), |
на |
рис. 3.17—для полумостового и |
||
рис. 3.18 — для двухмостового инвертора.
Как видим, при изменении сопротивления нагрузки в пределах от нуля (режим КЗ) до единицы (#н*= р ) почти все основные электрические величины мостового инверто
ра, за исключением /ф* |
и Н„*, изменяются |
в небольших |
||
пределах. |
|
|
|
|
Характер нагрузки — активная, |
емкостная или индук |
|||
тивная— сказывается не на |
всех |
зависимостях инверто |
||
ра. Зависимости сняты |
при |
подборе L и |
С инвертора, |
|
соответствующих в номинальном режиме максимуму мощ ности инвертирования групп, образованных из тиристоров
Рис. 3.16. Нагрузочные характеристики одномостового инвертора:
/-<Рп=0; 2 —Фи<0: S — фп>0
ТЧ и диодов ВЧ. Как уже указывалось выше, полумостовой инвертор обладает наилучшими массогабаритными доказателями (т. е. отношением £/н,ном/н,ном/Итта*/т), но наименьшим временем восстановления в номинальном ре* жиме. У двухмостового инвертора, наоборот, самое худ шее использование тиристоров по току и напряжению, но стабильный и самый большой интервал времени для вос становления управляющих свойств тиристора.
На рис. 3.19 даны зависимости параметров инвертора /к *, /ф», /т., /д ., Uн», а также параметров магнитострикто-