книги из ГПНТБ / Некоторые вопросы исследования режимов и параметров корабельных электроэнергетических систем

IIO

сти конденсатора и индуктивности дросселя L ? обеспе­ чивавших заданную коммутационную способность инверто­ ра, по следующей методике.

2. Определяется частота собственных колебаний коммутирующего контура сон 7 при которой получается

заданное время, предоставленное для восстановления за­ пирающей способности tgH •

печивающие заданную коммутационную способность инвер­ тора:

III

Из рис.2-5 видно, что с уменьшением К время, предоставленное для восстановления запирающей способ­

тационных токов в элементах инвертора. Хотя эти токи и кратковременны, тем не менее при малых К амплитуды их и скорости нарастания могут значительно превзойти допустимые для вентилей значения. Лимитирующим, оче­

пользовавшись выражениями /2-18/, можно построить гра­

ти обычно служат наименьшие весовые и объемные пока­ затели.

Однако решающим в выборе параметров £ и С яв­ ляется обстоятельство, связанное с возникновением пос­ ле каждого коммутационного процесса короткозамкнутых контуров, содержащих индуктивности. Контур с индуктив­ ностями и , как говорилось выше, возникает только при активной нагрузке инвертора /ср.осциллограм­

£s 9 возникает в процессе заряда конденсатора С35 при любом характере нагрузки.

112

Для ограничения амплитудного значения тока кон­ тура приемлемыми величинами, коэффициент К следует

выбирать не ниже 2-3. При этом амплитудное значение тока короткозамкнутого контура будет не выше 0,2С7^? а величина амплитуды тока г3 не будет превышать 1,25 /см.рис.2-5/. Дополнительные коммутационные токи необходимо учитывать при расчете нагрузки на

вентили.

i

и

Рис. 2-6

Для расчета времени затухания тока активное со­ противление короткозамкнутого контура можно опреде­ лить по аппроксимированной, как показано на рис.2-6 Г 26 ^7,вольтамперной характеристике вентилей

/2-19/

где - сопротивление вентиля в прямом направле­ нии;

UQ - величина порогового напряжения;

Решение этого уравнения при начальном условии

где 2"= 21 - - постоянная времени контура;

Z * 9

д . - ашлитудное значение тока контура.

О

{

'min fiD ur>m a x

Если принять, что в течение одного такта ток кон­ тура должен затухать до величины не более 0,05 ? то из уравнения /2-20/ найдем

£m in

-вп

0,050gL R6+Yi U0

Отсюда,максимально допустимая величина индуктив­ ности коммутирующего дросселя долина быть не более

L,max

/ 2- 21/

Как видно, отмеченные выше обстоятельства сильно ограничивают относительную свободу выбора параметров элементов коммутирующих контуров.

Отметим также, что в момент открытия очередного вентиля /например, 3 /, к вентилю 4' прикладывается обратное напряжение, равное 2C/J /рис.2-7в, 2-8в/, которое складывается из напряжения источника питания и напряжения на конденсаторе С,3 . И хотя время дей­ ствия двойного напряжения невелико, тем не менее вен­ тили обратного выпрямительного моста должны быть на него рассчитаны.

Осциллографнрование электромагнитных процессов, выполненное на лабораторном макете инвертора при вы­ ходной частоте 20 гц, как легко убедиться при рассмот­ рении рис.2-7 и 2-8, подтверждает результаты, получен­ ные аналитическим путем.

На рнс.2-7а и 2-8а даны диаграммы последователь­ ности работы вентилей инвертора. Все обозначения на осциллограммах соответствуют указанным в тексте.

Таким образом, анализ электромагнитных процессов в схеме рассматриваемого инвертора и эксперименталь- ' ная проверка показали, что в процессе коммутации воз­ никают короткозамкнутые контуры, содержащие вентили

116

и индуктивности, в которых циркулируют значительные по величине коммутационные токи, вызывагацие дополни­

тельный нагрев вентилей и снижающие коммутационную спо­ собность инвертора.

В работе предложена методика расчета коммутирую­ щих элементов инвертора, позволяющая учесть дополни­ тельную нагрузку вентилей коммутационными токами и гарантирующая надежную коммутацию инвертора.

Установлено, что вентили обратного выпрямительно­ го моста инвертора должны выбираться из расчета двой­ ных коммутационных перенапряжений.

§ 2-2. Особенности работы асинхронного

д в и г а т е л я п р и п и т а н и и о т а в т о н о м ­ н о г о и н в е р т о р а н а п р я ж е н и я

В корабельном электроприводе в настоящее время широко применяются короткозамкнутые АД, как наиболее простые и надежные в эксплуатации. При этом ряд ответ­ ственных корабельных электроприводов требует плавного регулирования скорости.

Наиболее экономичным способом регулирования ско­ рости короткозамкнутых АД, обеспечивающим необходимые статические и динамические характеристики привода,яв­ ляется частотное регулирование, при котором частота и напряжение, подводимое к статору двигателя, изменяют­ ся по определенному закону. При этом частота является независимым параметром, а напряжение зависит и от час­ тоты и от нагрузки.

Для осуществления частотного управления необхо­ димы достаточно компактные и надежные преобразователи

118

\ )

частоты. Наиболее перспективными являются статические полупроводниковые преобразователи. В преобразователях частоты с промеяуточным звеном постоянного тока,а так­ же при питании АД от источника постоянного тока необхо­ димым элементом является инвертор.

Рис. 2-9

На рис.2-9 приведена схема параллельного авто­ номного инвертора с кекдуфазовой емкостной коммутаци­ ей, который был использован при исследовании.

Данный тип инвертора обладает такими преимущест­ вами, как: малая установленная мощность коммутирую­ щих элементов /конденсаторов и дросселей/, жесткая внешняя характеристика, относительно высокий к.п.д.,

119