CC BY
5
РАДЮЕЛЕКТРОН1КА
УДК 621.314.12.001.5
Д0СЛ1ДЖЕННЯ ДВОПОЛЯРНИХ 1МПУЛЬСНИХ РЕГУЛЯТ0Р1В
В. Д. Флора
Пользуясь методом энергетического баланса, определены достаточно простые формулы для средних напряжений и пульсации тока нагрузки с учетом параметров источников в регуляторах с импульсами двух полярностей, питающихся от одного или двух источников и работающих в установившемся режиме.
Користуючись методом енергетичного балансу, визначем достатньо прост{ формули для середтх напруг i пульсацш струму навантаження з урахуванням параметр1в джерел у регуляторах з iмпульсами двох полярностей, що живляться в{д одного або двох джерел i працюють у сталому режимi.
Using a method of a power balance, the rather simplis formu las for average voltages and pulsings of a current of a load are defined in view of parameters of radiants in the governors with impulses of two polarities eating from one or two radiants and working in a placed(installed) condition.
В сл1дкуючих системах радюелектронних пристро!в (наприклад, в радюлокацп, радюнав1гацп i т.д.) досить часто застосовують живлення реверсивних виконавчих двигушв вщ нерегульованих джерел постшного струму (батарей акумуляторних, сонячних, паливних, ядерних та шших елеменив). В такому разi найб^ьш дощльним е застосування двополярних iмпульсних регуляторiв.
Двополярш iмпульснi регулятори в межах одного пе-рюду комутацп живлять навантаження почергово пози-тивними та негативними iмпульсами напруги. Застосовують рiзнi схеми головних ланцюпв таких регу-ляторiв. Можливе живлення вщ двох джерел [1], або вщ одного [2,3]. При живленнi вiд двох джерел (рис.1) апл^уди iмпульсiв напруги U та U2 рiзнi, осюльки вони створюються рiзними джерелами. При живленш вiд одного джерела (рис. 2) ампл^уди Ui та U2 однаковi.
Як вiдомо [2, 3, 4], таю регулятори створюють зво-ротш струми джерел в межах кожного перюду ко-мутацi'í. Оскыьки не кожне джерело безiнерцiйне та може сприймати зворотш струми, доводиться на входi iмпульсного регулятора встановлювати фiльтровi кон-денсатори. Виключенням може бути, наприклад, акуму-ляторна батарея, де £дж » 0 , R Ф 0 .
Розрахунок усталених режимiв силових схем таких регуляторiв звичайно виконуеться класичними методами [2, 3], що значно ускладнюе як самi розрахунки, так i кiнцевi формули. Потiм застосовують розкладання в ряди, нехтують частиною ряду, й одержують придатш для шженерного розрахунку формули. Але одержання таких формул можливе й б^ьш простим методом, запропонованим [5].
Рисунок 2 - Двополярний регулятор з одним джерелом
Для двополярного iмпульсного регулятора (рис. 1) напругу навантаження можливо записати, як
иср = и1ср - и2ср. (1)
Враховуючи у формулi (1) сшввщношення для серед-ньоí' напруги, одержанi [5], з вщповщними iндексами "1", "2", визначимо у загальному виглядi
UA • аА - U2 • а2
U = —-1-2-2 +
ср 2
UA а2 , Мср-п
\ U1 • а 2 + Мс р • п ср r R а R (А 2 а J
I-Г" + 9565"^ [^джг а1-V(1 - ^ а1)]}
u2 • а22 + Мср • п
4 9565
де вщносна тривалiсть T1 позитивного iмпульсу:
2 2 + [ ^дж2 • а2 - V (1 - ^ а2)] , (2)
0,5 0, 5
48
"Радюелектрошка, шформатика, управлшия" № 2, 1999
В. Д. Флора: ДОСЛ1ДЖЕННЯ ДВОПОЛЯРНИХ МПУЛЬСНИХ РЕГУЛЯГОР1В
а негативного Т2
Тод!
а = —, 1 т
а0 = — .
2 т
а1 + а2 = 1 .
(3)
(4)
(5)
У формул! (2) МСр , иСр - середн! величини моменту
опору на валу двигуна та швидкост! обертання.
Якщо знехтувати опором джерел (на вход! регулятора встановлено ф!льтровий конденсатор), то Ядж1 =
= Ядж2 = Тод!
де А/^ , А^ - розмахи пульсац!й п!д д!ею позитивного та негативному !мпульс!в напруги. Вони п!д-раховуються за формулами, визначеними [5], для в!дпов!дного !мпульсу
Мср ■ пс
'■( 1 - а1)
и. + Я
ср ср
1ср н 9565 ■и
А11н =
А12н =
1ср.
к ■ /
М„„ ■ и
и + Я__се_сР
и2ср Ян 95 6 5 ■ и2
2ср/
■ (1 - а2)
(12)
(13)
V /
Враховуючи в формул! (11) ствв!дношення (12) та (13), одержимо
0, 5
и, а - и, ■ а., и = _1-1-2-2 +
ср 2
Г и2 а2 М ■ пср ■ Ян +1 "V + сР 95 6Р И( 1 - 2а1)
-1 и1_а!+Мср ■ п ср ■ я н 1 - 2 ■а 5 | 4 + 95 65 (1 2 а,)
(6)
Якщо на вход! регулятора встановлено ф!льтровий конденсатор, а навантаження мае нехтовно малий оп!р,
то Ядж1 = Ядж2 = 0; Ян = В такому раз!
иср = и1 - и2 ■ а2 = (и1 + и2) ■ а 1 - и2. (7) Оск!льки 0 <а1 < 1, то за формулою (7) -
и2 < иср < и1 . ЯкЩо Ядж1 = Ядж2 = Ядж; и1 = и2 = и , а2 = 1 - а1 (рис. 2), то з формули (2):
А/ =
1
н V Г
и1ср^ (1 - а1) + и2ср ■ (1 - а2) +
2ср
Я
Мср ■ пср и1 ср ■ ( 1 - а2 ) + и2 ср ■ ( 1 - а 1 >
2 ср
и1ср ■ и2ср
(14)
н 9565
Для в!дпов!дного окремого випадку враховуються в!дпов!дн! формули для и1ср , и2ср .
Якщо Ян = 0 , то
А I,
и1 ср ■ ( 1 - а 1 ) + и2 ср ■ ( 1 - а2 ) = а1 ( 1 - а 1 ) ( и1 + и2 )
V / " V f
Якщо за цих умов ^ = и2 = и, то 2и- а1( 1 -а1)
А/н =
V /
(15)
(16)
При а1 = а2 = 0, 5 за формулами (10), (16) иср = 0,
иср =
и (2 ■ а1 - 1)
(8)
0, 5
0,5
Г и2 а2 М- пср +1-1Т- + ^зГ2^ Ядж ■ а1 - Ян( 1 - 2а1)]
и2 ■ (1 - а1)2 М ■ пср
-Г^" + ■ [Ядж■ (1 - а1)-Ян■ (1 - 2 ■ а1)]
Якщо на вход! схеми рис. 2 встановлено ф!льтровий конденсатор, то Ядж = 0 . Тод! з формули (8):
иср =
и (2 ■ а1 - 1)
Г и2 а2
+ 1 -V (1 -2 а1)
Г и2 ■ (1 - а1)2
М-с р п ср
9565
0,5
Ян ■(1 -2 ■ а1)
Мср ■ п ср
0, 5
(9)
4 н 1 9565
Якщо при цьому Я ~ 0 , то з! сп!вв!дношення (9):
иср = и ■ (2 ■ а1 - 1) . (10)
Користуючись методом суперпозицп, для двополяр-них регулятор!в можливо розрахувати розмах пульсац!'1' струму навантаження:
А/н = А/1н + А/2н , (11)
а/ = .
н ¿н ■ ■
(17)
За цих умов через навантаження тече чисто зм!нний струм, д!юче значення якого визначаеться за методикою [6]:
А/
I = _н = и нд 2 ^ 4 М н ■ /'
(18)
Д!юча напруга навантаження
ид =
т т 0,5
т2 >
= (и2а1 + и2а2)05, (19)
| и2хл + | и|л
Ю 0 .
або, якщо и1 = и2 = и, враховуючи формулу (5),
ид = и707^ = и. (20)
Таким чином, користуючись методом енергетичного балансу [7], можливо за допомогою нетрудом!стких роз-рахунк!в одержати придатн! для !нженерного викори-стання формули основних величин в усталених режимах двополярних !мпульсних регулятор!в.
а
РАДЮЕЛЕКТРОШКА
ПЕРЕЛ1К ПОСИЛАНЬ
1. Стахно В.И. Импульсный усилитель мощности на тиристорах. - В кн.: Вопросы усовершенствования устройств электрической тяги. Тр. ДИИТа, вып. 77, М.: Транспорт, 1968. С.71-75.
2. Глазенко Т.А. Импульсные полупроводниковые усилители в электроприводах. - М. - Л.: Энергия, 1965.- 188 с.
3. Глазенко Т.А, Полупроводниковые преобразователи в электроприводах постоянного тока. - Л.: Энергия, 1973. - 304 с.
4. Электрические аппараты на тиристорах. Ю.С. Коробков, В.&. Флора /Ред. Ю.С. Коробков. - М.: МЭИ, 1985. - 72 с.
5. Флора В.Д. Досл1дження режиму зниження напруги однополярного ¡мпульсного регулятора. Радюелектрошка, ¡нформатика, управлшня, 1999, №1. С.40-41.
6. Флора В.Д. Апроксимашя графта несинусоТдно!' функцп за допомогою найпрослших геометричних ф1гур та елемен-тарних функцш. Електротехшка та електроенергетика, 1999,№1. С.24-25.
7. Флора В.Д. Використання р1внянь енергетичного балансу при розрахунках усталених режим1в ¡мпульсних регулятор1в. Електричний журнал, 1998, №1. С.15-22.
Надшшла 28.05.99 Шсля доробки 04.10.99
50
"Радюелектрошка, шформатика, управлшня"
№ 2, 1999
