Анализ схемы параллельного инвертора с обратными диодами

В работе с помощью ЭВМ решены дифференциальные уравнения, описывающие работу схемы параллельного инвертора с обратными диодами.

В табл. 4-1 приведены вычисленные относительные значения максимальных и постоянных составляющих токов тиристоров и диодов ; тока источника питания I₀/E'₀√L/C₁, максимальных напряжений на анодах тиристоров и емкости С₁, действующего напряжения на ней U_am/E'₀; U_cm/E'₀; U_Cэ/E'₀, длительности тока через тиристор t_и/T, t_вmin/t_в, k_в, k_м.

В качестве параметров выбраны величины: γ=L/L₀ (где L₀ - индуктивность намагничивания трансформатора), Θ = ƒ_р/ƒ (где ƒ- генерируемая частота, ƒ_р = 1/√ТС₁), добротность Q = R_н/√LC₁.

Из табл. 4-1 видно, что с уменьшением в увеличивается коэффициент k_в, однако при этом уменьшается отношение t_вmin/t_в, которое уменьшается также с ростом γ. Величина U_am мало зависит от Q, токи I_am и I_дm с ростом Q уменьшаются, причем ток I_am — в меньшей степени.

Это объясняется тем, что с ростом добротности большая часть энергии возвращается через диоды Д₁, Д₂ в источник питания. Коэффициент k_м снижается с ростом в, так как уменьшается длительность тока через тиристоры t_и.

Напряжения U_Cm и U_Cэ практически не зависят от Q, т. е. генератор ведет себя как генератор напряжения. С увеличением в увеличивается коэффициент гармоник выходного напряжения.

На основании вышесказанного для практического использования следует рекомендовать режимы с минимально возможными значениями добротности Q, так как увеличение ее ведет к росту емкости.

Величину Θ для получения удовлетворительного коэффициента гармоник и достаточного схемного времени выключения тиристоров желательно выбирать в диапазоне 1,35—1,5.

Величину γ желательно выбирать по возможности максимальной, но её увеличение связано с ростом габаритов трансформатора.

Таблица 4-1

Вычисляемая величина	Q	γ = 0.005					γ = 0,010					γ= 0.050					γ= 0,100
		Θ
		1,10	1.35	1.50	2.00	3.00	1.10	1.35	1.50	2.00	3,00	1.10	1.35	1.50	2.00	3.00	1,10	1,35	1,50	2,00	3,00
	3 5 10 20 50	- 3,91 4,13 426 4,34	3,35 3,51 3,61 3,66 3,68	3.20 3.30 3,33 3,33 3,32	2,92 3.04 3,07 3,05 3,02	2,66 2,84 2,93 2,95 2,98	- 3,90 4,13 4,26 4,33	3,35 3,52 3,62 3,66 3,69	3,20 3,31 3,34 3,34 3,33	2.90 3.03 3,06 3.03 3.00	2,64 2,80 2,89 2,95 3,05	- - 4,11 4,23 4,31	- 3.52 3,63 3,68 3,72	- 3,31 3.37 3,39 3,39	- 2,87 2,90 2,89 2,87	- 2,54 2,65 2,78 2,90	- - 4,07 4.20 4,28	- - 3,63 3,68 3,73	- - 3,37 3,41 3,42	- - 2,71 2,72 2,72	- - - 2,45 2.55
	3 5 10 20 50	- 2,21 1,99 1,87 1,79	1,79 1,60 1,42 1,33 1,28	1,61 1.42 1,26 1.17 1.12	1.41 1,29 1,15 1,08 1,03	1,19 1.17 1,11 1,04 1,00	- 2.19 1.98 1,85 1,77	1,78 1,58 1,41 1,32 1,26	1,59 1,40 1,24 1,15 1,10	1.40 1.29 1.17 1,10 1.07	1.14 1.12 1,05 0,99 0.94	- - 1.83 1,72 1,64	- 1.47 1,30 1.21 1.16	- 1,30 1,15 1,09 1.06	- 1,13 1,09 1,08 1,08	- 0,77 0,70 0,65 0,61	- - 1,66 1,58 1.49	- - 1,18 1,09 1,04	- - 1,04 0,96 0,91	- - 0,79 0,73 0,69	- - - 0,20 0,17
	3 5 10 20 50	- 0,70 1,10 1,30 1,42	0,45 0.77 1,00 1,16 1.18	0,40 0,68 0,88 0,97 1,03	0,28 0,57 0,77 0.87 0,93	0,16 0.51 0,76 0.87 0,94	- 0,70 1,09 1,29 1,41	0,44 0,76 0,99 1,10 1,16	0,39 0,66 0,86 0.96 1,02	0,26 0.55 0.77 0,86 0,94	0,14 0,48 0.72 0.83 0.87	- - 1,06 1.24 1,35	- 0,70 0.92 1,02 1,08	- 0,60 0,80 0,89 0,94	- 0,44 0,64 0,77 0,89	- 0,24 0,43 0,52 0,56	- - 1.16 1.29 1,37	- - 0,81 0.91 0,96	- - 0,70 0,79 0,84	- - 0,49 0.58 0,63	- - - 0,08 0,12
	3 5 10 20 50	- 0,575 0,489 0,413 0,389	0,468 0,386 0,314 0,289 0,265	0,391 0,314 0,262 0,235 0,219	0,268 0,227 0,190 0,172 0,163	0,154 0,137 0,122 0,113 0,107	- 0,582 0,482 0,419 0,365	0,463 0,377 0,312 0.280 0,261	0,380 0,308 0,256 0,226 0,215	0.265 0,224 0,192 0,171 0,165	0,152 0,134 0,116 0.107 0,099	- - 0,435 0,393 0,371	- 0,344 0,283 0.253 0,236	- 0,282 0,230 0,208 0,193	- 0,191 0.165 0,152 0,149	- 0,090 0,075 0,065 0,060	- - 0.400 0,360 0,332	- - 0,250 0,220 0,106	- - 0,200 0,182 0,166	- - 0,118 0.103 0,094	- - - 0,019 0,014
	3 5 10 20 50	- 0,137 0,243 0,292 0,335	0,065 0,129 0.187 0,226 0.239	0,057 0,112 0,157 0,180 0,197	0,033 0,079 0,117 0.137 0,147	0.010 0,044 0,079 0,089 0,098	- 0,158 0,229 0,287 0,321	0,062 0,128 0,184 0,216 0,234	0,053 0,104 0,153 0,174 0,195	0,028 0,077 0,116 0,134 0.149	0,009 0,047 0.069 0.085 0.090	- - 0,240 0,289 0,308	- 0,113 0,166 0,194 0,212	- 0,093 0,141 0,160 0,172	- 0,066 0,090 0,168 0,131	- 0,016 0,037 0,047 0,053	- - 0,225 0.269 0.296	- - 0,143 0.168 0.183	- - 0.108 0.136 0.149	- - 0.058 0.076 0,083	- - - 0.004 0,008
	3 5 10 20 50	- 0,413 0,273 0,107 0,043	0,398 0,249 0,127 0,064 0,025	0,330 0,204 0,104 0,052 0,021	0,250 0,145 0,073 0,037 0,015	0,141 0,092 0,047 0.024 0.010	- 0,409 0,211 0,108 0,042	0,394 0,246 0,125 0,063 0,025	0,326 0,202 0,102 0,051 0,020	0,227 0,143 0,073 0,047 0,015	0,138 0,90 0,0,46 0,023 0,09	- - 0,195 0,098 0,039	- 0.229 0,117 0,059 0,023	- 0,189 0,086 0,048 0,020	- 0,127 0.068 0,039 0,017	- 0,071 0,037 0.018 0,007	- - 0,172 0,089 0,033	- - 0.106 0,053 0.021	- - 0,087 0,044 0,017	- - 0.066 0.027 0.011	- - - 0,015 0,006
	3 5 10 20 50	- 2.74 2,77 2,78 2,78	2,16 2,21 2,23 2,23 2,24	2,01 2,05 2,10 2,08 2,08	1,85 1,94 1,98 1,99 2,00	11,66 1.83 1,92 1,95 1,98	- 2.72 2,76 2,77 2,77	2,14 2,20 2,22 2,22 2,23	2,00 2,04 2,06 2,07 2,07	1.84 1,93 1,98 1,99 2,02	1,65 1,81 1.89 1.92 1.92	- - 2.66 2,67 2.67	- 2,14 2.16 2,17 2.17	- 2,00 2,03 2,03 2.04	- 1,83 1,90 1,97 2,03	- 1.54 1.61 1,63 1.63	- - 2,56 2,57 2,56	- - 2,09 2,10 2,10	- - 1,96 1,96 1,96	- - 1.71 1.72 1,72	- - - 1,18 1,19
	3 5 10 20 50	- 2,03 2,07 2,08 2,08	1,55 1,58 1.60 1.60 1,60	1,40 1,44 1,45 1,44 1,44	1,18 1,20 1.21 1,22 1,22	0,92 0,96 0,98 0,98 0,99	- 2,02 2,06 2,06 2,07	1,54 1,54 1,59 1,59 1,59	1.40 1,42 1,43 1,44 1,44	1,17 1,20 1.21 1,22 1,22	0,91 0,96 0.96 0.97 0.97	- - 1.97 1,98 1,98	- 1,51 1,53 1,53 1,53	- 1,38 1.39 1,39 1,39	- 1,13 1.15 1.18 1,21	- 0,85 0,86 0,86 0,86	- - 1.88 1,89 1,89	- - 1,46 1,46 1,46	- - 1,32 1,32 1,32	- - 1.04 1,05 1,05	- - - ,76 0,76
	3 5 10 20 50	- 0,436 0,400 0,364 0,357	0,415 0,378 0,348 0,333 0,326	0,387 0,354 0,326 0,320 0,306	0,305 0,280 0,265 0,255 0,250	0,214 0,187 0,174 0,170 0,167	- 0,436 0,400 0,382 0,364	0,415 0,378 0,348 0,333 0,325	0.387 0,353 0.326 0,313 0,306	0,305 0,280 0.265 0,255 0,250	0,214 0,187 0,174 0,167 0,163	- - 0,390 0,372 0.364	- 0,370 0,340 0,326 0,318	- 0,347 0,320 0,306 0,300	- 0,270 0,255 0,235 0,230	- 0,184 0,167 0,157 0,153	- - 0,382 0,364 0,354	- - 0,333 0,318 0,311	- - 0.306 0.300 0.287	- - 0.235 0,225 0.215	- - - 0,143 0.127
	3 5 10 20 50	- 0,448 0,618 0,667 0,685	0,328 0,750 0,823 0,855 0,883	0,500 0,811 0,905 0,955 0,965	0,614 0,927 1,000 1,000 1,000	0,771 0,950 0,979 0,980 1,000	- 0,448 0,618 0.667 0.685	0,254 0,710 0,823 0,855 0.860	0,448 0,834 0,902 0,953 0,955	0,534 0,925 1,000 1,000 1,000	0,640 0,925 0,980 0,980 0,980	- - 0.470 0.556 0.595	- 0,523 0,715 0,753 0.783	- 0,630 0,775 0,834 0,838	- 0,695 0,853 0,905 0,910	- 0,782 0,875 0,885 0,890	- - 0,303 0,417 0,487	- - 0,520 0,620 0,680	- - 0,553 0.600 0.620	- - 0.650 0.725 0.762	- - - 0.880 0.890
kв	3 5 10 20 50	- 0,264 0,309 0,327 0,345	0,204 0,252 0,292 0,307 0,315	0.200 0,246 0,280 0,286 0,300	0,155 0,205 0,225 0,240 0,245	0,087 0,133 0,153 0,163 0,168	- 0,264 0,309 0,327 0,345	0,183 0,230 0,263 0,276 0,283	0.193 0.240 0,273 0,280 0,300	0,150 0,200 0,220 0,235 0,240	0,084 0,133 0,150 0,160 0,163	- - 0,309 0,327 0,336	- 0.248 0,285 0,300 0,307	- 0,234 0,266 0,280 0,286	- 0,180 0,205 0,210 0,220	- 0,107 0,133 0,143 0,150	- - 0,300 0,327 0,336	- - 0,278 0.292 0,300	- - 0.253 0.266 0,280	- - 0,185 0,200 0,210	- - - 0,084 0,103
kм	3 5 10 20 50	- 0,266 0,238 0,207 0,200	0,312 0,270 0,245 0,238 0,225	0.304 0.268 0,250 0,242 0,236	0,260 0,231 0,215 0,212 0,209	0,195 0,165 0,150 0,147 0,144	- 0,272 0,236 0,212 0,190	0,311 0,271 0,244 0,232 0,225	0,299 0,266 0,247 0,235 0,235	0,261 0,229 0,214 0,205 0,205	0,202 0.171 0,163 0,147 0.137	- - 0,231 0,216 0,210	- 0,266 0,240 0,228 0,218	- 0,262 0,237 0,230 0,226	- 0,235 0,216 0,197 0,192	- 0.184 0.162 0,143 0,136	- - 0,236 0,217 0,208	- - 0,234 0,219 0,212	- - 0.228 0,222 0.214	- - 0,221 0,208 0,200	- - - 0,155 0,129

Для рассматриваемого инвертора может быть построена мостовая схема.

Методика инженерного расчета, а также влияние нагрузки и генерируемой частоты на режим работы у рассматриваемого инвертора практически те же, что и у параллельно-последовательного инвертора.