Разработка и исследование резонансных тиристорных инверторов для источников питания дуговой электросварки

• Автор: Лопаткин, Николай Николаевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 352 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СХЕМНЫХ РЕШЕНИЙ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ. ОБЗОР МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ
1.1. Сравнительный анализ технических решений источников питания для сварки
1.1.1. Источники питания с явным звеном постоянного напряжения
1.1.2. Источники питания без явного промежуточного звена постоянного тока
1.2. Модели и методы расчета электромагнитных процессов в автономных резонансных инверторах
1.3. Постановка задачи исследования
Выводы
2. АНАЛИЗ МОСТОВОГО РЕЗОНАНСНОГО ИНВЕРТОРА С ОБРАТНЫМИ ДИОДАМИ ПРИ ЧАСТОТНОМ РЕГУЛИРОВАНИИ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
2.1. Место резонансного инвертора в структуре источника питания
для сварки
2.2. Структура и схемы замещения мостового резонансного инвертора с обратными диодами
2.3. Генерация множества схем мостовых и полумостовых резонансных инверторов с обратными диодами
2.4. Расчет основных характеристик резонансных инверторов
с идеальным выходным трансформатором
2.4.1. Характеристики инвертора с типовой эквивалентной коммутирующей цепью второго порядка
2.4.2. Характеристики инвертора с типовой эквивалентной
коммутирующей цепью третьего порядка
2.4.3. Характеристики инвертора с типовой эквивалентной коммутирующей цепью четвертого порядка
2.4.4. Развитие теории инвертора с произвольной конфигурацией эквивалентной коммутирующей цепи четвертого порядка и расчет его основных характеристик
2.5. Расчет основных характеристик резонансных инверторов с реальным выходным трансформатором
2.5.1. Развитие теории инвертора с произвольной конфигурацией эквивалентной коммутирующей цепи четвертого порядка и расчет его основных характеристик
2.5.2. Характеристики инвертора с последовательной эквивалентной коммутирующей цепью
2.5.3. Характеристики инвертора с некоторыми вариантами эквивалентной коммутирующей цепи третьего порядка
2.5.4. Характеристики инвертора с типовой эквивалентной коммутирующей цепью четвертого порядка
2.6. Расчет схемного времени выключения вентилей инвертора
2.6.1. Мгновенное значение входного тока эквивалентной коммутирующей цепи четвертого порядка инвертора с идеальным выходным трансформатором
2.6.2. Расчет схемного времени выключения тиристоров инвертора с типовой эквивалентной коммутирующей цепью третьего порядка
2.7. Расчет установленной мощности реактивных элементов инвертора с типовой коммутирующей цепью четвертого
порядка
2.8. Рекомендации по применению различных вариантов схемы
коммутирующей цепи
Выводы
3. АНАЛИЗ МОСТОВОГО РЕЗОНАНСНОГО ИНВЕРТОРА С ОБРАТНЫМИ ДИОДАМИ ПРИ ШИРОТНОМ РЕГУЛИРОВАНИИ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
3.1. Широтное регулирование выходного напряжения одномостового резонансного инвертора с одним источником питания
3.2. Интегральные коэффициенты гармоник эквивалентной э.д.с.
при широтном регулировании выходного напряжения
3.3. Расчет основных характеристик резонансных инверторов с идеальным выходным трансформатором
3.3.1. Характеристики инвертора с типовой эквивалентной коммутирующей цепью второго порядка
3.3.2. Характеристики инвертора с типовой эквивалентной коммутирующей цепью третьего порядка
3.3.3. Характеристики инвертора с типовой эквивалентной коммутирующей цепью четвертого порядка
3.3.4. Развитие теории инвертора с произвольной конфигурацией эквивалентной коммутирующей цепи четвертого порядка и расчет его основных характеристик
3.4. Расчет основных характеристик резонансных инверторов
с реальным выходным трансформатором
3.4.1. Развитие теории инвертора с произвольной конфигурацией эквивалентной коммутирующей цепи четвертого порядка и расчет его основных характеристик
3.4.2. Характеристики инвертора с последовательной эквивалентной коммутирующей цепью
3.4.3. Характеристики инвертора с некоторыми вариантами эквивалентной коммутирующей цепи третьего порядка
3.4.4. Характеристики инвертора с типовой эквивалентной коммутирующей цепью четвертого порядка

2. АНАЛИЗ МОСТОВОГО РЕЗОНАНСНОГО ИНВЕРТОРА С ОБРАТНЫМИ ДИОДАМИ ПРИ ЧАСТОТНОМ РЕГУЛИРОВАНИИ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Как показывают результаты патентного поиска и рассмотрения обзорных и проблемных работ по схемотехнике инверторных источников питания для сварки [26, 27, 77], автономные инверторы и в тиристорном, и в транзисторном вариантах выполняют, главным образом, по классическим двухтактным полумостовой и мостовой схемам. Поэтому существует потребность в первоочередном рассмотрении именно таких схем.
Поскольку, как было отмечено в п. 1.1.1, полумостовой инвертор во всех отношениях, кроме количества используемых силовых вентилей, проигрывает мостовому, проведем анализ, в т.ч. методом АДУ, установившегося режима электромагнитных процессов именно мостовой схемы резонансного инвертора с обратными диодами.
Для того чтобы приводимые ниже в этой главе результаты относи-* лись не к мостовой, а к полумостовой схеме РИ с ОД, под постоянной э.д.с. Е, прикладываемой в течение полупериода управления к содержащему коммутирующую цепь (КЦ) и нагрузку контуру, следует понимать половину входного напряжения инвертора, т.е. напряжение, присутствующее на каждой из емкостей, образующих среднюю точку источника питания.
2.1. Место резонансного инвертора в структуре источника питания для сварки
В общем случае бестрансформаторный по входу, именно инверторный источник питания с явным звеном постоянного тока для дуговой электросварки на постоянном токе, может быть представлен основной структурной схемой [92], изображенной на рис.2.1, где
Ф1 - входной фильтр;