ной постоянной. При неизменных значениях LK и Ск время /п в за, висит от напряжения питания и тока нагрузки гн. При работе ИППНу в условиях изменения Е и г'н важно, чтобы связанные с ними измен- ния /п.в не приводили к нарушению соотношения ta.tB. В про-? тивном случае тиристор не может быть заперт и будет оставаться постоянно в открытом состоянии, что, естественно, нарушит работу преобразователя.

Зависимость времени tu B от указанных параметров определяет! коммутационную характеристику, используемую для расчета коммутационного узла. ~.;

При определении коммутационных характеристик узлов парад-,* лельной коммутации (см. рис. 7.6, а, б) необходимо исходить из вре-

менной зависимости тока коммутирующего., конденсатора ic(t) (рис. 7.6, в), а узлов поо-* ледовательной коммутации (рис. 7.7, а, б) ~м напряжения на нем uc(t) (рис. 7.7, в). М Во всех рассматриваемых схемах перезШ£ ряд коммутирующего конденсатора на этаШ запирания силового тиристора осуществляй ется в колебательном контуре, создаваемое элементами LK, С„. В связи с этим указан§ ные зависимости целесообразно представитЩ в обобщенном виде, используя обобщеннувУ; схему замещения контура перезаряда конЦ денсатора (рис. 7.8), действительную для К|§§ на этапе запирания силового тиристора. j В схему замещения входят основные элеж менты контура коммутации LH и Ск с начал ь * ными значениями тока (0) и напряжения U(0), коммутирую щий тиристор Тк, а также источник напряжения .Ек цепи переза ряда коммутирующего конденсатора, напряжение которого для каж^. дой конкретной схемы определяют отдельно. gt

В контуре коммутации схемы рис. 7.6, а дополнительный источний напряжения отсутствует, т. е. Ек - 0. В контур коммутации схемьш рис. 7.6,6 входит напряжение источника питания Е, направленно^ встречно напряжению U(0), в связи с чем здесь Ек --Е. Контур* коммутации схемы рис. 7.7, а содержит источник питания Е, а контур коммутации схемы рис. 7.7, б - напряжение, равное 0,5Е, дейсЩ вующее на конденсаторе С2 фильтра цепи постоянного тока. Указа ные напряжения в этих схемах включены с полярностью, согласной' полярностью напряжения U(0), в связи с чем для схемы рис. 7.7, -£к = Е, а для схемы рис. 7.7, б £к = 0,5Е.

С целью упрощения расчетов пренебрегаем активными сопроти лениями соединительных проводов, а также потерями в элемента контура коммутации LK, Ск и в тиристоре Тк при его отпирании. Расчет тока ic(t) по схеме замещения рис. 7.8 дает:

1,(01

Рис. 7.8. Общая схема замещения контура коммутации на этапе приложения к силовому тиристору обратного напряжения

*с() = у'Гf U{0)+E Y+/l(Q)2 sincV + aretg

/,(0) Zc

U (0) + Ек

, (7/3

где со0= 1/ /£кСк - угловая частота контура коммутации; Z0 = = y~LJCK - его характеристическое (волновое) сопротивление.

Выражение (7.3) является обобщенным для рассматриваемых коммутационных узлов.

В схемах рис. 7.6, а, б коммутирующий дроссель не входит в цепь протекания тока нагрузки и перед отпиранием коммутирующего тиристора II (0) = 0. С учетом сказанного выражение (7.3) для схем рис. 7.6, а,б принимает вид

h if) = Jcm sin <V = U (0> + Ek sin V. (7-4)

, U(0) + EK

где /Cm= --L-L----амплитуда тока конденсатора в контуре

коммутации.

Введем обозначение

U (0) + Ек

(7.5)

характеризующее относительное значение начального напряжения в контуре коммутации. С учетом этого обозначения записываем выражение (7.4) в виде

г'с (0 = --- Esin toQt. (7.6)

Длительность действия обратного напряжения на силовом тиристоре 4.в, или в угловых единицах 6 = ш0/п.н, определяется в схемах рис. 7.6, а, б интервалом, в течение которого 1С > / (ем. рис. 7.6, в). Поскольку длительность коммутационного интервала относительно мала, а индуктивность в цепи нагрузки обычно велика, ток iH на коммутационном интервале не успевает заметно измениться, его принимают равным току нагрузки к моменту коммутации (ti на рис. 7.6, в) и обозначают /(0). Например, для импульсных преобразователей с большой индуктивностью сглаживающего дросселя /(0) = /в = UJRB.

Время в угловых единицах, предоставляемое силовому тиристору Для восстановления запирающих свойств, находят из соотношения (7.6) как разность со04 -- ш02 (см. рис. 7.6, в):

9 /{-тшг )- (7-7)

введем обозначение:

X = - Z°--коэффициент нагрузки коммутационного узла, noG-

Е

Ле чего выражение (7.7) приобретает вид

9 = 2arcig j/~ (y)2~ 1 <7-8>

к

Соотношение (7.8) является обобщенным выражением коммуТа. ционных характеристик для схем рис. 7.6, а, б, причем для схемь}

Коммута.

7.6, а в = -tJ- , а дЛя схемы рис. 7.6, б в = U

рис. . Е Е

ционные характеристики для этих схем представлены графически ца; рис. 7.9, а. Они показывают зависимость угла 6 от коэффициента нагрузки х при постоянных значениях коэффициента е. Характеристики выходят из обще! точки со значением 9 = л при X = 0 (/(0) = 0) и имеют спадающий характер. Углу 6 == о соответствует равенство /(0) =j

= J Ста или X = е- .ч

Характер зависимости 9 щ = F(x) поясняется диаграммой рис. 7.9, б. Повышение начального напряжения на конденсаторе [/(0) приводит к увели-

В, рад г 3,0\

U5 1,23

1,0 0,5

0,8 Ifi 2,0

чению тока /Ст (пунктирная

Рис. тики

7.9. Коммутационные характерис-узлов параллельной коммутации (а); ток конденсатора в узлах параллельной коммутации (б)

кривая на рис. 7.9, б) и возрШ танию угла 9. При этом комму! тационная способность КУ повышается, поскольку схема способна обеспечить запирание тиристора при большем токе нагрузки. Увеличение напряжения U(0) отражается на увеличении коэффициента е, в связи с чем коммутационные характеристики при больших значениях коэффициента i располагаются правее.

При одинаковых параметрах LK, Ск и одинаковых значениях £/(0), Е амплитуда тока IСт в схеме рис. 7.6, а больше, чем в схеме рис. 7.6, б, и ей соответствуют большие значения угла 9. Это позво: ляет заключить, что схема рис. 7.6, а при прочих равных условиях обладает более высокой коммутационной способностью. Указанно отражается и в большем значении для нее коэффициента е. Если, например, положить £/(0) = 2Е, то для первой схемы е = 2, а для второй 8=1. При U(0) = Е коэффициент е для схемы рис. 7.6, б равен нулю и она теряет способность к коммутации, в то время как в схеме рис. 7.6, а коммутационная способность сохраняется.

Определим коммутационные характеристики КУ (см. рис. 7.7., а, б). В этих КУ коммутирующий дроссель LK расположен в цепи протекания тока нагрузки, следовательно, в схеме замещения рис. 7$ /ь (0) = /(0). Начальное напряжение на конденсаторе, как и для предыдущих схем, принимаем равным £/(0). С учетом сказанного, а также введенных ранее обозначений выражение (7.3) для рассматривав мых схем можно записать в виде

tc (0 = /cm sin ы + 8) = -j- V е2 + X2 sin /uV + arctg-M, (7J