Машинное моделирование высокочастотных преобразователей с учетом динамических характеристик тиристоров

• Автор: Минасян, Валерий Левонович
• Шифр специальности: 05.09.12, 05.12.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 233 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава I. МЕТОДЫ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ

ПОДСХЕМ ТИРИСТОРЗАЩИТНАЯ ЦЕПЬ ТЗЦ. . ю

1.1. Существующие метода расчета демпфирующих цепей

и исследования процессов в них

1.2. Метода расчета насыщающихся реакторов НР. . .

1.3. Модели активных элементов .

1.4. Метода и цель исследований

1.5. Основные результаты, выносимые на защиту

Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИЛОВОГО ТИРИСТОРА .

2.1. Требования, предъявляемые к моделям нелинейных компонентов подсхемы ТЗЦ .
2.2. Физические основы многосекционной модели вентиля и ее математическое описание
2.3. Математическая модель процесса выключения тиристора
2.4. Вывода
Глава 3. АНАЛОГОВОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫКЛЮЧЕНИЯ
ТИРИСТОРА И ПОДСХЕМЫ ТЗЦ.
3.1. Широкополосная аналоговая модель первого вида
3.2. Результаты статических испытаний модели
3.3. Выбор оптимальной количественной структуры. . . модели.
3.4. Динамические испытания аналоговой модели первого вида
3.5. Аналоговая модель второго вида .
3.6. Аналоговая модель подсхемы ТЗЦ
3.7. Выводы.
Стр.
Глава 4. ЦИФРОВОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОДСХЕМ ТЗЦ
4.1. Математическая модель насыщающегося
реактора
4.2. Цифровые модели нелинейных компонентов подсхемы и макромодель ТЗЦ.
4.3. Принципы построения макромоделей ТЗЦ
4.4. Выводы
Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МАКРОМОДЕЯИ ТЗЦ И ОПТИМИЗАЦИЯ ЗАЩИТНЫХ ЦЕПЕЙ МОЩНОГО ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
5.1. Физическая модель подсхемы ТЗЦ
5.2. Расчет параметров физической модели
5.3. Сравнение результатов моделирования подсхем
ТЗЦ с экспериментальными данными.
5.4. Рекомендации по выбору защитных элементов мощного высокочастотного преобразователя . . .
5.5. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Заметим также, что примеры расчета каких-либо неодинарных подсхем или их компонентов, имеющих в своем составе, кроме вентилей, иной нелинейный элемент (например, насыщающийся реактор в подсхемах рис. Совместное качественное и количественное отображение физических процессов в рассматриваемых подсхемах рис. НР, рисЛЛг). В [] с целью упрощения принимается, что статическая и динамическая кривые перемагничивания сердечника НР имеют идеально прямоугольную форму (рис. То=^(Тст) , отснятым для тиристора марки Т-0 при четырех значениях dl/dt . При расчете величины сопротивления R/ принимается, что обратный ток прибора по истечении времени Z0 мгновенно спадает до нуля, т. Г переходного процесса выключения. Выбор емкости С рекомендуется производить в возможном по мнению авторов, интервале (0,1+0,3 мнФ). В [] петля перемагничивания реактора также принимается прямоугольной, а действие HP в подсхеме рис. Учитывается этап Г спада обратного тока тиристора, однако при этом принимается, что в процессе перемагничивания HP, в точке 5 прямоугольной петли гистерезиса (ППГ, рис. ЫвШ равно напряжению коммутации Uk. Но момент выполнения последнего равенства, а следовательно и последующий момент появления наибольшего напряжения на приборе, является функцией целого ряда факторов и в первую очередь -скорости нарастания dUjcIt воспринимаемого вентилем (тиристором) обратного напряжения, определяемого параметрами & и С компонентов. Из других особенностей рассматриваемой методики [] можно отметить такие, как - отсутствие учета влияния тока демпфирующей НС-цепочки на магнитное состояние реактора, невозможность оценки величины потерь на этапах А и Б выключения прибора как в самом тиристоре, так и в НР; приспособленность лишь для определения потерь в самом приборе, но не в НР; отсутствие возможности оценки частотных свойств всей подсхемы в целом. В работе [] рассматриваются переходные процессы в коммутационном контуре, состоящем из двух встречно включенных подсхем рис. С, исходя из условия перемагничивания реактора НР2, расположенного в анодной цепи отпирапцегося тиристора Т2. При определении таких величин, как время обратного перемагничивания реактора То и емкость демпфирующего конденсатора С, практически не учитываются этапы А,Б и Г процесса выключения, в результате чего тиристор представляется в ввде идеального ключа. Кроме того, при расчете указанных величин предполагается, что момент окончания обратного перемагничивания НР1 совпадает с моментом окончания заряда конденсатора С, тогда как насыщение реактора в рассматриваемой подсхеме, как правило, наступает значительно раньше, чем момент появления перенапряжения на тиристоре ([] ). Другими особенностями рассматриваемой методики являются затруднительность определения величины перенапряжения на тиристоре и момента его наступления, а также - неопределенность величин -Гст, связывающих нелинейные компоненты подсхемы. В [] приводится методика расчета компонентов подсхемы рис. НР исходя из связи с технологическими и физическими характеристиками реактора, по результатам решенш соответствующих уравнений ( [] ), отображающим зависимости мгновенных значений напряженности магнитного поля Н от таких величин, как сечение сердечника ? Р , толщина ленты магнитолровода и т. В в стали сердечника. Однако указанное преимущество, равно как и ряд других (учет возможности появления в тиристоре небезопасного для него всплеска обратного тока при преждевременном перемагничивании НР; отображение снижения динамической проницаемости= с/В/Л се]>-дечника в интервале заряда конденсатора С и т. Последнее в основном объясняется отсутствием соответствующего представления тиристора, наличие которого учитывается с помощью величин Іо Іст+іік/ч и То, тогда как определение значений их в каждом конкретном случае представляется весьма затруднительным из-за сложности совместного учета множества разнородных физических явлений в подсхеме. Вообще говоря, весь процесс установления обратного напряжения на тиристоре, начало которого определяется моментом іІр (рис. П^рис. О,А и Б процесса выключения, где роль реактора является определяющей. Рис.