Імпульсні перетворювачі постійної напруги

1.

ІМПУЛЬСНІ ПЕРЕТВОРЮВАЧІ
ПОСТІЙНОЇ НАПРУГИ
Структурна схема імпульсного перетворювача
Імпульсні перетворювачі напруги перетворюють сталу за значенням постійну
напругу на регульовану шляхом періодичного підключення навантаження до
джерела живлення.

2.

Переваги імпульсних перетворювачів напруги:
– високий ККД за рахунок незначних втрат потужності на керуючому елементі
перетворювача;
– практична відсутність зони переривчастих струмів в електроприводі постійного
струму на базі ШІП;
– можливість одержання жорстких статичних і динамічних характеристик
електропривода в цілому;
– мала чутливість до змін температури навколишнього середовища, оскільки
керуючим фактором є час провідності ключа, а не величина внутрішнього опору
керуючого елемента, що має місце при безперервному регулюванні;
– малі габарити та маса.
Недоліки імпульсних перетворювачів:
– імпульсний режим роботи керуючого елемента призводить до необхідності
встановлювати вихідні фільтри, що викликає інерційність процесу регулювання в
замкнутих системах;
– високі швидкості ввімкнення та вимкнення ключів імпульсних перетворювачів
призводять до виникнення перенапруг у силовій схемі та радіоперешкод.

3.

Вихідна напруга імпульсного перетворювача
Коефіцієнт заповнення імпульсів :
Широтно-імпульсна модуляція
t iмп (t n ) var
T const
f iмп 1 / T const
tімп
T
Частотно-імпульсна модуляція
t iмп (t n ) const
f iмп 1 / T var

4.

НЕРЕВЕРСИВНІ ІМПУЛЬСНІ
ПЕРЕТВОРЮВАЧІ ПОСТІЙНОЇ НАПРУГИ
Схема нереверсивного послідовного перетворювача

5.

Робота послідовного перетворювача на активне навантаження
Схема нереверсивного
послідовного перетворювача
Часові діаграми роботи послідовного
перетворювача на активне навантаження

6.

Робота послідовного перетворювача на активно-індуктивне
навантаження
(режим непереривних струмів)
а)
б)
Режими роботи послідовного
імпульсного перетворювача
Часові діаграми роботи послідовного
перетворювача на активно-індуктивне
навантаження

7.

Робота послідовного перетворювача на активно-індуктивне
навантаження
(режим перериваних струмів)
Величина згладжувальної індуктивності:
L
Rn
1 min
2f
Середнє значення напруги на навантаженні:
Сигнал струму на навантаженні
Схема нереверсивного послідовного
перетворювача
U сер U d
U сер
Ud 2
2L
2 n
TR n
Регулювальна характеристика послідовного
імпульсного перетворювача

8.

Схема нереверсивного паралельного перетворювача

9.

Робота паралельного перетворювача на активно-індуктивне
навантаження
а)
б)
Режими роботи паралельного
імпульсного перетворювача
Часові діаграми роботи паралельного
перетворювача на активно-індуктивне
навантаження

10.

Регулювальна характеристика паралельного імпульсного перетворювача
Середнє значення напруги на навантаженні:
U cåð
Ud
1
Середнє значення напруги на навантаженні:
U cåð
Ud
1 2 r 1
R
n
r rL rVT rL rVD
– загальний опір зарядного
та розрядного кола
Критичний коефіцієнт заповнення:
êð 1
r
Rn

11.

Режим повернення енергії в мережу живлення
Домашнє завдання:
Навести часові діаграми роботи імпульсного перетворювача енергії в режимі
повернення енергії в мережу живлення

12.

Схема нереверсивного електропривода постійного струму

13.

РЕВЕРСИВНІ ІМПУЛЬСНІ ПЕРЕТВОРЮВАЧІ НАПРУГИ
Схема мостового імпульсного перетворювача напруги

14.

Симетричний метод керування чи «фіксована протифаза» (Lock anti-phase drive)
Період виконання корисної роботи
Часові діаграми роботи ШІП при
симетричному керуванні
Період холостого ходу

15.

Регулювальна характеристика при симетричному методів регулювання
Середнє значення напруги на навантаженні:
Наскрізний струм у мостових схемах
U сер U d 2 1
Спосіб захисту від наскрізних струмів
Регулювальна характеристика

16.

Несиметричний метод керування (Sign/Magnitude)
Період виконання корисної роботи
Середнє значення напруги на навантаженні:
U сер U d
Період холостого ходу

17.

Почерговий метод керування
Період виконання корисної роботи
Часові діаграми роботи ШІП при
почерговому керуванні
Період холостого ходу