Электрические
жүктеу/скачать 23,63 Mb. Pdf көрінісі
|
464bd05b2e7a78a8aeb9381cb3dbe051 original.24779748
| Рис. 5.13
Асимметричный мостовой КРД преобразователь: (а) топология и (b) рабочие формы волны Основным недостатком является необходимость в большем количестве силовых устройств, чем у его аналогов, что увеличивает стоимость преобразователя и размер конструкции. Чтобы контролировать создаваемый крутящий момент, необходимо эффективно контролировать фазовый ток. Хотя этот ток можно варьировать с помощью управления широтно-импульсной модуляцией напряжения (PWM) или управления током PWM, последний является предпочтительным, поскольку он может напрямую управлять величиной тока. Рабочие сигналы этого асимметричного мостового преобразователя изображены на рис. 5.13b. Когда переключатели S 1 и S 2 включены, ток фазы A начинает увеличиваться. Если ток поднимается выше верхнего предела регулятора тока гистерезиса, S 1 и S 2 будут выключены. Затем ток уменьшается путем свободного хода через диоды D 1 и D 2 , что приводит к возврату магнитной энергии, накопленной в обмотке фазы, к источнику постоянного тока V dc . Если ток падает ниже нижней границы регулятора тока гистерезиса, S 1 и S 2 будут снова включены. Следовательно, ток вынужден колебаться между окном тока гистерезиса, чтобы поддерживать средний ток на требуемом уровне I ∗ до конца интервала проводимости. Следует отметить, что если процесс выключения включает в себя только выключение S 1 при удержании на S 2 , ток будет медленно уменьшаться за счет свободного хода через S 2 и D 1 . Напряжение на обмотке становится равным нулю. Это может уменьшить частоту переключения и, следовательно, потерю в переключениях. На рис. 5.14a показана типичная топология преобразователя КРД с m -переключателем, которая названа КРД преобразователем R-dump (резонансный переключатель). Он использует только один переключатель и один диод на фазу, но включает в себя дополнительные пассивные компоненты R и C . Основным преимуществом является минимальное количество компонентов и, следовательно, стоимость преобразователя ниже. Однако в нем есть недостатки: неэффективность работы и негибкий контроль. Как показано на рис. 5.14b, рабочие сигналы этого преобразователя R-dump аналогичны сигналам 115 асимметричного преобразователя, за исключением процесса отключения. То есть, если ток поднимается выше верхнего предела регулятора тока гистерезиса, переключатель S 1 будет выключен. Следовательно, ток уменьшается путем свободного хода через диод D 1 таким образом, что магнитная энергия, накопленная в фазной обмотке, заряжает конденсатор C до напряжения питания постоянного тока и рассеивается в резисторе R . Это снижает общую эффективность преобразователя. Кроме того, в этой топологии отсутствует нулевое напряжение на фазовой обмотке, что снижает гибкость управления. Более того, выбор R имеет решающее значение. Если R слишком мало, время падения тока будет увеличено, что может привести к отрицательному крутящему моменту, когда ток все еще не равен нулю в области отрицательного наклона индуктивности фазы. Напротив, если R слишком велико, переходное напряжение отключения должно быть включено в номинальное значение переключателя. На рис. 5.15a показана типичная топология КРД преобразователя ( m + 1) с коммутатором, которая называется C-dump КРД преобразователь. Преимущество заключается в том, что для достижения независимого контроля фазы тока требуются минимальные переключатели. Основным недостатком этой топологии является то, что отрицательное напряжение на обмотке фазы ограничено разницей между напряжением на конденсаторе и напряжением питания постоянного тока, что замедляет коммутацию тока. Рабочие формы сигнала этого преобразователя C-dump показаны на рис. 5.15b. Когда ток поднимается выше верхнего предела регулятора тока гистерезиса, переключатель S 1 выключается. Это позволяет смещать диод D 1 в прямом направлении, и ток уменьшается таким образом, что накопленная в обмотке фазы магнитная энергия заряжает конденсатор С, а затем передается на источник постоянного тока через переключатель S . На рис. 5.16a показана топология преобразователя КРД с переключателем 1,5 m , который разделяет переключатели каждой пары несмежных фаз, поэтому для двух фаз требуются только три переключателя и три диода. Он имеет преимущество использования менее двух переключателей на фазу, обеспечивая независимое управление фазным током. Однако эта топология ограничена четным числом фаз КРД. Рабочие формы этого преобразователя показаны на рис. 5.16b. Переключатели S x и S y переносят токи фаз A и C и фаз B и D соответственно. Соответственно, их номинальные значения выше, чем у фазовых переключателей S 1 , S 2 , S 3 , и S 4 . Такая группировка фазных обмоток может гарантировать независимое управление их токами. 5.3.2 Топологии преобразователей коммутируемых реактивных двигателей с мягким переключением Для улучшения характеристик КРД (коммутируемых реактивных двигателей): сниженное колебание крутящего момента или улучшенный динамический отклик, КРД преобразователь должен работать на более высоких частотах переключения. Тем не менее, (a) |