Всплески перенапряжения в выходной цепи инвертора напряжения с ШИМ.
Всплески перенапряжения в выходной цепи инвертора напряжения с ШИМ. - раздел Электроника, Энергетическая электроника
Высокие Скорости Изменения Выходного Напряжения Являются Прич...
Высокие скорости изменения выходного напряжения являются причиной возникновения перенапряжений.
Линия связи представляет собой длинную линию (между инвертором и нагрузкой).
Для высоких частот индуктивности нагрузки представляют собой очень высокое сопротивление.
Уравнение длинной линии:
, – индуктивность и емкость погонного метра линии (Гн/м, Ф/м).
Если применить преобразование Лапласа, то решение имеет вид:
s – оператор Лапласа.
ρ – волновое сопротивление: .
υ – скорость распространения волны в линии: .
– временная функция падающей (прямой) волны от источника к нагрузке.
– временная функция отраженной (обратной) волны.
Коэффициент отражения в начале линии:
– внутреннее сопротивление источника питания.
У нас .
Коэффициент отражения в цепи нагрузки:
– сопротивление нагрузки.
Если построить характер изменения напряжения нагрузки, то это напряжение будет иметь такой вид:
Где .
В цепи нагрузки мы будем наблюдать двойное напряжение, которое связано с волновым характером цепи.
Наличие таких всплесков перенапряжений приводит к снижению ресурса службы нагрузки. Следовательно, надо бороться с этими всплесками.
Реально, существует фронт:
У современных инверторов значение стремится к 2000 В/мкс.
Если , то всплеск перенапряжения не наблюдается.
Если , то наблюдается превышение напряжения:
(1)
Чтобы увеличить длительность фронта, используется специальные фильтры.
Методика расчета.
Задались превышением напряжения – 10÷20% от .
Из соотношения (1) определяют длительность фронта .
Рассчитывают параметры фильтров.
Частотная характеристика:
(2)
(3)
В этом случае , где – частота среза фильтра.
Выражение для нахождения :
,
где .
По длительности фронта находим .
Эти коэффициенты обеспечивают монотонный характер частотной характеристики.
По частоте находят частоту . По частоте находят частоту . Из соотношений (2) и (3) находят параметры фильтра.
– обеспечивает согласование максимальной отдачи мощности.
Для мощностей порядка 100кВА параметры фильтра следующие: и – десятки мкГн и мкФ.
Емкость выполняется в виде параллельного соединения пленочных и керамических конденсаторов.
Пленочные конденсаторы ведут себя как конденсаторы до 100 кГц. У керамических конденсаторов рабочая частота составляет десятки МГц.
Телекоммуникации.
Главным образом эффект возникает при построении ИВЭП (источников вторичного электропитания).
Традиционная система вторичного электропитания строится по след
IGCT-тиристор
Это развитие GTO-тиристоров.
Является прибором выключаемым или прибором двухоп
Интеллектуальные силовые модули (IPM).
Силовая схема, драйвер, контроллер или микропроцессорная система управления.
2 типа технологий:
1. твердотельная технология (в едином технологическ
Драйвер с датчиком состояния вентилей.
Импульс формируется коротким при условии совпадения положительного напряжения на тиристоре и длинного импульса, формируемого микроконтроллером.
Драйверы для IGBT транзисторов.
Особенности драйверов для IGBT:
1. драйверы должны формировать достаточно большие токи управления, т.к. коллекторные токи велики.
2. IGBT транзисторы стоят достато
Выпрямитель.
Особенности построения выпрямителей с установкой на большие мощности.
Требования:
1. выходное напряжение выпрямителя должно быть достаточно сглажено, применение ра
Высоковольтные двенадцатипульсные схемы.
Выходные напряжения таких выпрямителей составляют единицы мега Вольт. Мощности составляют 3÷4 МВт.
Такие схемы строятся на базе трехфазных мостовых схем.
Восемнадцатипульсные схемы выпрямления.
Для построения восемнадцатипульсной эквивалентной схемы необходимо иметь три системы трехфазных напряжений, сдвинутых друг относительно друга на 40 эл. градусов.
Такие сист
Преобразователи частоты.
Непосредственные преобразователи частоты с естественной коммутацией.
“НПЧ с ЕК”. Называют циклоконверторы. Это самые первые исторически появившиеся преобраз
Анализ электромагнитных процессов в НПЧ.
Электромагнитные процессы в НПЧ анализируются с помощью метода переключающих функций.
Рассмотрим в качестве примера трехфазно-трехфазный НПЧ собранный на ба
Способ.
Используется трехфазный НПЧ.
Управляющие углы:
Алгоритмы управления НПЧ.
Достоинство: высокий КПД.
Недостаток: низкий входной коэффициент мощности.
Область применения:
1. высокие уровни напряжения и мощности, та
Результирующий (изображающий) вектор.
Любая система трехфазных напряжений может быть представлена в виде суммы симметричной и нулевой последовательности.
При этом нулевая последовательность определяется:
Классификация ШИМ.
1. По фазности различают:
· Однофазную ШИМ. Фазовый сдвиг равен , где m
Векторная ШИМ.
Под векторной ШИМ понимаем такую ШИМ, когда длительность импульсов управления определяется с помощью результирующего (обобщенного) вектора.
Обозначим:
Технология H-мостов;
H-мосты строятся на базе схемы мостового инвертора напряжения.
Путем последовательного соедин
Технология CPN.
За рубежом используется название: “многоуровневые инверторы”.
Трех уровневый инвертор:
Способ.
Достоинств много.
Недостаток: диоды VD1 и VD2 должны быть быстрыми, т.к. раб
Технология FCT.
На примере трехуровневого инвертора.
С – “плавающий” конденсатор.
Во
Активный выпрямитель.
Активный выпрямитель – это инвертор напряжения, работающий в обращенном режиме.
В режиме активного выпрямителя может работать инвертор тока с ШИМ.
Новости и инфо для студентов