КП =
Здесь: UH = 235B, ?UH = (UH.MAX - UH.MIN) ? полный размах пульсаций действующего значения выходного «псевдогладкого» синусоидального напряжения. Амплитудное значение выходного напряжения: UH.MAX =
Положим КП = 0.005, или 0.5%.
Тогда ?UH = КП·2·UH.MAX = 0.005·2·331[B] ? 3.31[B, ампл].
26. Эквивалентное номинальное (нормированное) сопротивление нагрузки равно: RH = 1[Ом]. C учётом изменения сетевого переменного напряжения питания в ±10% и 20% коэффициента запаса, возьмем запас по напряжению:
Uп = 1.2·(33.1В + 311В) = 1.2·344В ? 413 [В, ампл].
27. Запас для коэффициента заполнения при модуляции или запас по скважности преобразователя, равен: г* = гMAX = 1 - гMIN = 1 - 0.1 = 0.9. Отсюда: U = п. Здесь:
RH = RH = 1[Ом] - номинальное сопротивление нагрузки;
r = (0.01 - 0.05)·RH ? 0.05 [Ом] ? активное сопротивление обмотки дросселя фильтра;
25. Необходимое с запасом постоянное напряжение питания для инвертора, с учётом диапазона изменения скважности при регулировании: U = 482 [B, ампл].
26. Для надёжной работы инвертора, его постоянное напряжение питания должно быть U ? 480В. При использовании согласующего и гальванически развязывающего трансформатора TV, его коэффициент трансформации выбираем: NTP = 2, как и было выбрано в начале расчёта.
III. Описание модели инвертора со средней точкой и с вычислителем условного прогноза, в терминологии программы "ELTRAN"
1. Имя модели [TETRI4].
'1-ф. инвертор со средней точкой и ШИМ-2,
с прогнозом, Nтр=2, ключи работают встык '
Масштаб тока-1.
Масштаб напряжения-1.
Масштаб времени-1.
Имя KT-HYLT4
BLOCK E1;
'Блок силовой инвертора'
EP NY=1,0 BX1=X,PSEP,I1;
LP L=0.01E-3 NY=1,2;
CP C=30.0E-3 NY=2,0 U=2.35;
LM1 M=0.4E-3 NY=3,4;
LM2 M=0.39998E-3,0.4E-3 NY=6,5;
LM3 M=0,0,20.E-3 NY=2,3 I=0.1;
LM4 M=0,0,19.9985E-3,20.E-3 NY=5,2 I=0.1;
LM5 M=0,0,39.9985E-3,39.9985E-3,80.E-3 NY=7,8 I=0.1;
CF C=0.143E-3 NY=5,3;
RH R=4.0 NY=7,8;
RHZ R=0.8 NY=7,9;
KTZ NY=9,88 S=7;
KT1 NY=4,0 S=7;
VD1 NY=0,4 S=7;
KT2 NY=6,0 S=7;
VD2 NY=0,6 S=7;
END E1;
BLOCK I1;
'Блок задающих источников'
PSEP K1=2.35;
SINZ-1 K1=3.1 TF=0.0 TP=20.0E-3;
SINZZ-1 K1=3.1 TF=0.005 TP=20.E-3;
END I1;
BLOCK F1;
'Блок управления инвертором'
YCI K1=1. K2=1. BX1=I,LM1,E1 BX2=I,LM2,E1;
YCS K1=1. K2=-1. BX1=U,KT1,E1 BX2=U,KT2,E1;
AZ1-1 KU=1. TP=0.24E-3 BX1=X,YCS X=0.;
AZ2-1 KU=1. TP=0.24E-3 BX1=X,AZ1 X=0.;
AK1-2 BX1=X,AZ1 BX3=S,OR1;
AK2-2 BX1=X,AZ2 BX3=S,OR1;
YC1 K1=-0.5 K2=-1.45 K3=-0.35 BX1=X,YCS BX2=I,CF,E1 BX3=U,CF,E1;
YC2 K1=1. K2=1. BX1=X,YC1 BX2=X,SINZ,I1;
KM1-0 K1=1. BX1=X,AZ2 BX2=X,YC2 S=0;
NOT1 BX1=S,KM1 S=1;
OB1 TI=2.E-6 BX1=S,KM1 S=0;
OB2 TI=2.E-6 BX1=S,NOT1 S=1;
OR1 BX1=S,OB1 BX2=S,OB2 S=1;
'Управление предельными режимами инвертора'
KP1-1 BX1=X,SINZZ,I1 S=0;
AKCKTZ-9 BX1=S,KTZ,E1 BX2=S,KP1;
'Блок логических автоматов диодов и ключей инвертора'
AKCKT1-9 BX1=S,KT1,E1 BX2=S,KM1;
AKCKT2-9 BX1=S,KT2,E1 BX2=S,NOT1;
KMUIVD1-0 K1=1. BX1=2,VD1,E1 BX2=1,VD1,E1;
KMUIVD2-0 K1=1. BX1=2,VD2,E1 BX2=1,VD2,E1;
ADVD1-9 BX1=S,VD1,E1 BX2=1,KMUIVD1;
ADVD2-9 BX1=S,VD2,E1 BX2=1,KMUIVD2;
END F1;
&&&&&&
&&&&&
&&&&
IV. Графики кривых токов и напряжений при различных нагрузках и режимах работы инвертора со средней точкой
1. Обозначения кривых на графиках работы преобразователя:
- XSINZ - Синусоидальное «гладкое» напряжение задания ~е^, с относительной амплитудой К1 = 3.1[В, ампл], без фазового сдвига
TI = 0.0 [сек], с частотой Щ = 50 [Гц] или с периодом: TP = 0.02 [сек];
- URH - Сформированное силовыми ключами моста инвертора выходное «псевдогладкое» напряжение ~uH при номинальном активном сопротивлении нагрузки RH = R*H·[NTP]2 = 1·22 = 4 [Ом].
- YCI - Знакопеременный пилообразный ток ~iL, снимаемый с датчиков тока DIL1 и DIL2, включенных последовательно с силовыми ключами и пропорциональный току дросселя LF;
- YCS - Высокочастотное напряжение, эквивалентное произведению знакопеременной коммутационной функции на постоянное напряжение питания U, т.е. S(t) = SU, снимаемое с датчиков напряжения DUS1 и DUS2, подключённых параллельно силовым ключам инвертора.
2. Предельные режимы работы модели преобразователя.
2.1. Близкий к холостому ходу (ХХ) при величине относительной нагрузки RH = 20 [Ом], инвертор нагружен всего на 20% от номинала;
2.2. Близкий к короткому замыканию (КЗ) при величине относительной нагрузки RH = 0.8 [Ом], инвертор имеет 5-ти кратную перегрузку.
2.3. Шаг условного прогноза: h = TP1 = TP2 = 0.24·10?3 [сек]. Частота несущей или модуляции ключевого коммутатора, определяется по шагу прогноза: fMOD =? 4.2·103 [Гц].
2.4. Обобщённая косоугольная матрица взаимоиндуктивностей LM1, LM2 модели повышающего двухобмоточного разделительного трансформатора TV с коэффициентом трансформации NTP = 2.
|
TV |
Обмотки |
Параметры коэффициентов взаимоиндукции |
||||
|
LM1, Гн |
Lм |
20.0·10?3 |
||||
|
LM2, Гн |
KCB·NTP·Lµ |
39.999·10?3 |
(NTP)2·Lм |
80.0·10?3 |
3. На рис. 3 представлен режим работы преобразователя, близкий к XX, т.е. при сопротивлении нагрузки RH.XX = 20[Ом].
4. На рис. 4 представлен сброс нагрузки до режима, близкого к ХХ, длится он не более 10[мсек], после его начала и окончания выходное напряжение восстанавливается в течении
Tим ? 0.25[мсек].
5. На рис. 5 представлен режим работы преобразователя, близкий к короткому замыканию, или режиму КЗ, т.е. при минимальном сопротивлении нагрузки RH.КЗ = (4Ом || 0.8Ом = 0.667[Ом].
6. На рис. 6 представлен режим "тяжёлой" перегрузки, или наброса нагрузки, близкого к КЗ, длится перегрузка не более 10[мсек], при начале переходной процесс длится не более 1.5[мсек], после его окончания выходное напряжение восстанавливается в течении Tим ? 1.2[мсек].
Рис. 2. Питание U=2.35[B], задание ~е^=3.1[B], частота Щ=50[Гц],
Нагрузка номинальная RH.НОМ=4[Ом].
Рис. 3. Питание U=2.35[B], задание ~е^=3.1[B],частота Щ=50[Гц],
ХХ, Нагрузка мин RH.МАХ=20[Ом].
инвертор средняя точка напряжение
Рис. 4. Питание U=2.35[B], задание ~е^=3.1[B],частота Щ=50[Гц],
сброс нагрузки до режима ХХ, RH.МАХ=24[Ом].
Рис. 5. Питание U=2.35[B], задание ~е^=3.1[B],частота Щ=50[Гц],
нагрузка близка к режиму КЗ, RH.МИН=0.8[Ом].
Рис. 6. Питание U=2.35[B], задание ~е^=3.1[B],частота Щ=50[Гц],
Наброс нагрузки, близкой к режиму КЗ, RH.МИН=0.667[Ом].