4. Содержание отчета

1. Схема установки (рис.2.1.1).

2. Выражения для расчета основных характеристик выпрямителя и ин- вертора.

3. Нагрузочная, энергетические и регулировочная характеристики управляемого выпрямителя, таблицы 2.4.1-2.4.3.

4. Спектральный состав тока потребления, таблицы 2.4.4, 2.4.5.

5. Регулировочная и энергетические характеристики ведомого сетью инвертора, таблицы 2.4.6, 2.4.7.

6. Спектральный состав тока генерируемого инвертором в сеть, табли- цы 2.4.8, 2.4.9.

7. Осциллограммы мгновенных напряжений и токов управляемого вы- прямителя и ведомого сетью инвертора.

8. Выводы по работе.

5. Контрольные вопросы

1. Выполните анализ нагрузочной и регулировочной характеристик управляемого выпрямителя.

2. Выполните анализ энергетических характеристик управляемого вы- прямителя.

3. Дайте характеристику спектрального состава потребляемого тока управляемого тока управляемого выпрямителя.

4. Почему в схему инвертора не включают обратный диод?

5. Выполните анализ регулировочной характеристики инвертора.

6. Литература

1. Герман-Галкин С.Г. Силовая электроника: Лабораторные работы на ПК.- СПб.: Учитель и ученик, Корона принт, 2002. – 304с.

Лабораторная работа №4

ИССЛЕДОВАНИЕ МОСТОВОГО ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ С СИММЕТРИЧНЫМ ЗАКОНОМ УПРАВЛЕНИЯ

Цель работы: Исследование регулировочной и энергетических характе- ристик мостового широтно-импульсного преобразователя (ШИП) с симмет- ричным законом управления при работе на активно-индуктивную нагрузку с противо-э.д.с.

1. Указания к выполнению работы

Широтно-импульсные преобразователи (ШИП) связывают источник по- стоянного тока с двигателем постоянного тока. Они должны обладать сле- дующими свойствами:

U_п

Рис.2.5.1

двусторонней проводимостью энергии между источником питания и исполнительным двигателем, являющимся нагрузкой преобразователя, для обеспечения его работы во всех квадрантах механической характеристики;

малым и не зависящим от тока выходным сопротивлением для получе- ния механических характеристик, близких к естественным, и, в конечном счете, для получения хороших статических и динамических характеристик электропривода;

жесткой внешней характеристикой и малой инерционностью, высоким КПД, достаточной перегрузочной способностью для обеспечения необходи- мых форсировок в переходных режимах работы привода;

высокой помехозащищенностью и надежностью, малой массой и габа- ритами, отсутствием влияния на сеть.

В области коммутируемых токов более 50 А основными приборами си- ловой электроники являются силовые модули на базе IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistors) транзисторов. В настоящее время IGBT обеспечивают коммутацию токов до 1800 А и напряжении до 4,5 кВ.

Упрощенная принципиаль- ная схема ШИП представлена на рис.2.5.1. Она содержит четыре транзисторных ключа TK1-ТК4. В диагональ моста образованно- го транзисторными ключами включена нагрузка, эквивалент- ная двигателю постоянного тока с регулированием по цепи яко- ря.

Наиболее простой способ

		ГПН

U_п

РИ

ШИП

^Uупр

Рис.2.5.3

U1,U4

U2,U3

U_п

-U_п

Рис.2.5.2

управления ШИП по цепи якоря - сим- метричный, когда в состоянии переклю- чения находятся все четыре транзистора моста, а напряжение на выходе ШИП представляет собой знакопеременные импульсы, длительность которых регу-

лируется входным сигналом. Преимуществом симметричного метода управ-

ления является простота реализации и отсутствие зоны нечувствительности в

регулировочной характеристи- ке. К недостаткам относят двухполярное напряжение на нагрузке и связанные с этим повышенные пульсации тока нагрузки.

Временные диаграммы ШИП при симметричном спо- собе управления приведены на рис.2.5.2. При включении диа- гонали моста VT1, VT4 и вы- ключении VT2, VT3, образуется цепь

• U _п ,VT1,R_н ,L_н ,E ,VT 4,U_п

для протекания тока нагрузки. К нагрузке в этом интервале прикладывается напряжение

U_п , а ток увеличивается от

^Uгпн

^UVT1,VT4

^UVT2,VT3

^Imin

до I_max . На транзисторах

Рис.2.5.4

VT2, VT3 напряжение равно

U_п . Это напряжение является отрицательным

для диодов VD2, VD3, и ток через них равен 0. При включении диагонали VT2, VT3 и выключении VT1, VT4 ток, поддерживаемый индуктивностью на- грузки, продолжает протекать в том же направлении по цепи

 U _п ,VD2,R_н ,L_н ,E,VD3,U _п, в которой ток нагрузки протекает навстречу

э.д.с. и источнику питания. На этом интервале напряжение на нагрузке изме- няет знак, а ток уменьшается.

Обобщенная функциональная схема управления транзисторным ШИП изображена на рис.2.5.3. Генератор пилообразного напряжения (ГПН), такти- руемый генератором импульсов (Г), вырабатывает пилообразное напряже- ние. Схема сравнения (СС) представляет собой релейный элемент, который переключается с плюса на минус и обратно, в момент равенства U _ГПН  U _упр. Для управления ШИП распределитель импульсов (РИ) имеет

Рис.2.5.5

прямой и инверсные выхода. Эти импульсы, усиленные усилителем (У), по- ступают на базы транзисторов диагоналей моста в противофазе (рис.2.5.4).