Konverter von Batteriespannung in Drehspannung 380 V. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Spannungswandler, Gleichrichter, Wechselrichter

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Der unten beschriebene Konverter wird unter häuslichen Bedingungen möglicherweise nicht benötigt, kann jedoch für Industrieunternehmen mit dreiphasigen Stromverbrauchern sehr nützlich sein, ganz zu schweigen von Orten, an denen keine dreiphasigen Stromleitungen vorhanden sind, deren Verwendung jedoch erforderlich ist dreiphasige elektrische Ausrüstung. Das Diagramm des Leistungsteils des Umrichters ist in Abb. 1 dargestellt.

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Aufgrund der großen Induktivität der Glättungsdrossel Ld kann der Wechselrichterstrom Id als ideal geglättet angesehen werden. Ein positiver Impuls Uу1...Uу6 öffnet die Thyristoren V1...V6. Kondensatoren SK - Schalten. Sie dienen dazu, an den Thyristoren eine Sperrspannung anzulegen.

Formeln zur Berechnung eines dreiphasigen Brückenstromwechselrichters

Ausgangsphasenspannung

Aufwärts = Entr/2,34 cosβ,

wobei: β = (1,4...2)δcr; δcr =360°ftoff; δcr Winkel der Wiederherstellung der Sperreigenschaften des Thyristors; f - Ausgangsfrequenz des Wechselrichters; toff - Abschaltzeit des Thyristors; ntr ist das Übersetzungsverhältnis des Transformators.

Maximale Kondensatorspannung

Sk: Us.max = 1,4E.

Phasenkondensator

Sk \uXNUMXd In n²tr(tgδ cosϕн + sinϕí)/Uн2πf.

Der Wert des Winkels β wird aus der Bedingung ausgewählt, die erforderliche Ausgangsspannung Ul zu erhalten, wobei ϕн der Phasenverschiebungswinkel zwischen Un und In ist: ϕн = arctan (2πfLн/Rн).

Eingangsinduktivität

Ld Ld ≥ E[1 - cos(β + π/6)]cosϕ/72fPn cosβ wenn β < π/6;

Ld ≥ E2sin²β/144fPn cos²β, wenn β≥π/6.

Der Durchschnittswert des von der Stromversorgung aufgenommenen Stroms,

Id = Pn/Ud.

Maximale Durchlass- und Sperrspannung am Thyristor

Upr.max \u1,41d XNUMX Ul; 

Urev.max = 1,41 Ulsinβ.

Durchschnittliche, maximale und effektive Werte der Ströme, die durch Thyristoren fließen,

Ivсð = Id/3 = Pì/3E; 

Ivmax = ID;

Iv = Id/1,41.

Vom Wechselrichter aufgenommene Wirkleistung Pn und Blindleistung Qn (Gesamt- und Phasenleistung):

Pi \u3d Pn \u3d XNUMXRi.f \uXNUMXd XNUMXRn.f \uXNUMXd Pd \uXNUMXd EId;

Qi= 3Qi.f = 3Ri.ftgβ;

Qn = 3Qn.f = 3Pn.ftgϕn;

Qc= Qi + Qn = 3Qs.f,

wobei Pn, Ri.f, Qi, Qi.f - Gesamt- und Phasenwirk- und Blindlastleistungen;

Qc und Qs.f. - Gesamt- und Phasenblindleistung der Kondensatoren Sk.

Um eine positive Halbwelle der linearen Spannung UAB zu erhalten, müssen die Thyristoren V1 und V4 geöffnet sein (Abb. 2), um eine negative Halbwelle - V2 und V3 - zu erhalten.

Um eine positive Halbwelle der Netzspannung UBC zu erhalten, müssen die Thyristoren V3 und V6 geöffnet sein, um eine negative Halbwelle von V4 und V5 zu erhalten.

Um eine positive Halbwelle der linearen Spannung UAC zu erhalten, müssen die Thyristoren V2 und V5 geöffnet sein, um eine negative Halbwelle von V1 und V6 zu erhalten.

Die Beschaffung der notwendigen Thyristor-Steuerimpulse wird durch ein Steuersystem sichergestellt, dessen Diagramm in Abb. 3 dargestellt ist.

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Der DD1-Chip enthält einen Master-Oszillator (MG) aus Rechteckimpulsen mit einer Folgefrequenz von 300 Hz, die durch Auswahl des Widerstands R1 eingestellt wird. Auf den DD2...DD4-Chips ist ein Ringzähler für 6 montiert. Der RS-Trigger auf dem DD5.2-Chip schützt die Schaltung vor Kontaktprellen beim Einschalten. Im Ausgangszustand hat der DD5.2-Trigger einen Log-Ausgang „0“ (der R-Eingang hat einen Log-Ausgang „1“). Wenn der Schalter SA1 gemäß Diagramm in die obere Position gebracht wird, wird log „1“ vom Eingang R entfernt und log „1“ an Eingang S angelegt. Am Ausgang des Triggers erscheint eine logarithmische „1“ und am Eingang C des monostabilen DD5.1 ​​liegt ein positiver Spannungsabfall an. Der Einzelvibrator erzeugt einen Impuls mit einer Dauer von etwa 20 ms. Dieser Impuls verhindert die Ausgabe von Steuerspannungen Uу1...Uу6 an den Ausgängen der Elemente UND DD6, DD7, da an deren Eingängen 5,8,13 ein negativer Einzelimpuls angelegt wird.

Der einmalige Impuls setzt den ersten Trigger des Ringzählers DD2.1 auf einen Zustand, die anderen fünf auf Null. Wenn der einmalige Impuls endet, wird das Verbot der Ausgabe von Steuerimpulsen UÜ1...UÜ6 aufgehoben. Der erste Impuls des Master-Oszillators setzt den ersten Trigger DD2.1 auf Null, den zweiten DD2.2 auf Eins. Die übrigen Flipflops bleiben im Nullzustand, da ihre Informationseingänge D logarithmisch „0“ enthalten. Der zweite SG-Impuls setzt den dritten Trigger in einen einzelnen Zustand usw. (siehe Abb. 2). Der sechste SG-Impuls setzt den Zähler auf seinen Anfangszustand – 1,0,0,0,0,0.

Steuerimpulse Uу1...Uу6 werden durch die Elemente UND DD6, DD7 und eine Verstärkungskaskade an den Transistoren VT1...VT12 gebildet. Wie im Zeitdiagramm (Abb. 2) zu sehen ist: Uу1 = Q1&Q6; Uу2 = Q3&Q4; Uу3 = Q2&Q3; Uу4 = Q5&Q6; Uу5 = Q4&Q5; Uу6 = Q1&Q2.

Die Nennleistung und Verlustleistung der Widerstände R7, R10, R13, R16, R19, R22 werden in Abhängigkeit vom Öffnungsstrom der ausgewählten Thyristoren berechnet

R < E/Iopen; РR = E²/ R.

Литература:

1. Gorbatschow G.N., Chaplygin E.E. Industrieelektronik. -M.: Energoatomizdat, 1988.
2. Gurevich B.M., Ivanenko N.S. Ein Handbuch zur Elektronik für junge Arbeitnehmer. -M.: Höher. Schule, 1987.
3. Dimitrova M., Pundzhev V. 33 Schaltungen mit Flip-Flops. -L.: Energoatomizdat, 1990.

Autor: A.Mankovsky

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