Автономные инверторы тока и напряжения, страница 2

 

Рисунок 2.3 – Принципиальная схема регулятора импульсов

     Из условия работы схемы, коэффициент заполнения можно определить по следующему выражению:

                                                                                               (2.11)

         где  - время импульса;

           – время паузы.

По формуле Томпсона:

                                                                                      (2.12)

         Напряжение на конденсаторе равно:

    ,                                                     (2.13)

где τ – время восстановления запирающих свойств тиристора.

     В данном случае, время восстановления запирающих свойств тиристора можно определить по следующему выражению:

                                                     (2.14)

     Напряжение на конденсаторе равно входному напряжению.

     Зададимся, что входное напряжение  больше напряжения на выходе инвертора. Поэтому к установке принимаем  входное напряжение, равное 300В.

     Следовательно, конденсатор С1 рассчитаем из выражения (2.14):

     Так как величина емкости конденсатора определяет перегрузочную способность, увеличивает время запирания тиристора, то для надежной работы схемы принимаем конденсатор, емкость которого больше, чем расчетная величина.  К установке принимаем К50-7 -300В – 15 мкФ ± 10%.

    Из соображений

     Зададимся периодом работы схемы:

                                          ,                                                     (2.15)  

где f1 – номинальная частота.

 с

     Тогда время импульса можно выразить как:

                                                                                                             (2.16) 

 с

     Следовательно, индуктивность равна (2.12):

                                            

К установке принимаем Д68 – 0,015 – 1.

 Рассчитаем дроссель L2.

                                                 (2.17)

             

К установке принимаем Д67 – 0,00116 – 2.

     Произведем проверку. Для этого должно выполнятся неравенство

Ikm>Id,

где Ikm –  максимальный ток контура и определяется по формуле:

                    ,                                                     (2.18)

где Zв – волновое сопротивление.

 А

          Что удовлетворяет условию неравенства.

Произведем расчет параметров шунта.

          По нашим данным В, т.к.

К установке принимаем 75ШСМ -25-0,5.

     2.4 Разработка и расчёт системы управления АИТ

     Работа автономным инвертором во многом определяется системой управления (СУ),вырабатывающей  импульсы на отпирание  и запирание вентилей, с частотой, равной частоте на выходе.

     Системы управления трехфазными мостовыми инверторами имеют типовую структуру. СУ (рис 2.4)  состоит из задающего генератора, распределителя импульсов (РИ), выходных формирователей.

     Рисунок 2.4 – Структурная схема системы управления АИТ

     Задающий генератор  реализован на базе микросхемы К531ГГ1, которая

представляет собой двухканальный мультивибратор, частота которого управляется напряжением. Один канал данной микросхемы приведен на рисунке 2.5.

     Назначение входов ГУН: УЧ – управление частотой, на данный вход подается постоянное напряжение Uупр (в нашем случае с выхода датчика температуры); Д – управление диапазоном изменения частоты, подается постоянное  напряжение Uд, определяющее крутизну зависимости      частота -напряжение; Сτ – входы для подключения частотозадающего конденсатора, задающего опорную частоту f0;  EI – вход разрешения, при подаче на него напряжения низкого уровня разрешается работа генератора, высокого  - запрещается.

          Рисунок 2.5 – Функциональная схема ГУН

     Сформированный  сигнал снимается с выхода Q. Второй канал  генератора имеет аналогичную  структуру.

     При расчете генератора воспользуемся диаграммами, приведенными в

[3, рис 1,139].

    На выходе генератора формируется меандр с частотой, которая  

рассчитывается по формуле:

   ,                                                     (2.19)

           где f0 – опорная частота, Гц;

          Сτ – емкость частотозадающего конденсатора
          f0=100Гц

  Ф                                      (2.20)

 
К установке принимается К50-7 – 56 мкФ.

В качестве стабилитрона VD1 используем Д808.

     Распределитель импульсов распределяет поступающие на него импульсы частоты  6f по шести каналам, так что на выходе  каждого канала получается частота f. При запуске инвертора должны быть одновременно открыты два тиристора (один в анодной группе, другой в катодной), наиболее просто систему управления строить таким образом, чтобы на каждый тиристор подавались два узких импульса, один в момент вступления в работу данного тиристора, другой – с отставанием относительно первого на 60° эл.град.

     Распределить импульсов реализуется на логических элементах.

В основу устройства распределителя импульсов был положен принцип работы счётчика К561ИЕ11. Структурная схема распределителя импульсов приведена на рисунке 2.6.

     К561ИЕ11 – двоичный, четырехразрядный, реверсивный счетчик. Счетчик имеет четыре выхода Q0-Q3, входы предварительной записи-установки       S0-S3, а также вход разрешения этой операции SE. Вход и выход переноса

С_вх и С_вых имеют активные напряжения низкого уровня.

     Запускающий тактовый перепад С для данного счетчика – положительный. Вход сброса данных R – асинхронный.  Данные счетчика сбрасываются в ноль, если на вход R подается напряжение высокого уровня. Для переключения направления счета (на увеличение или на уменьшение) U/D (Больше/Меньше).  Код на выходах будет возрастать при каждом положительном перепаде на тактовом входе, когда на входе U/D присутствует высокий уровень напряжения.