2 Полупроводниковые преобразователи в электроприводах постоянного тока. Л., «Энергия», 1973.
304 с. с ил.
В книге освещен круг вопросов, возникающих при исследовании, проектировании и расчете тиристорных и транзисторных широтно-импульсных преобразователей (ШИП) и систем электропривода на их основе. Рассматривается теория установившихся и переходных электромагнитных и электромеханических процессов в системах «ШИП — двигатель постоянного тока». Особое внимание уделяется методике расчета и выбору параметров силовых и коммутирующих цепей ШИП. Приводятся основные характеристики электроприводов, построенных на основе различных схем транзисторных и тиристорных преобразователей.
Книга предназначена для инженерно-технических и научных работников, занимающихся проектированием и эксплуатацией систем электропривода и полупроводниковых преобразовательных устройств. Она может быть полезна также студентам вузов, специализирующимся в указанной области.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Развитие и совершенствование современных систем электроприводов идет по пути внедрения статических полупроводниковых преобразовательных устройств. Одним из новых типов таких устройств являются широтно-импульсные преобразователи постоянного напряжения (ШИП). Применение полупроводниковых приборов позволяет создавать импульсные преобразовательные устройства с высокой частотой и разнообразными законами коммутации силовой цепи, обладающие высокими энергетическими показателями, малыми габаритами и весом, практической безынерционностью и хорошей перегрузочной способностью. По точности и диапазону регулирования импульсные системы электропривода «полупроводниковый ШИП — двигатель постоянного тока», (ШИП—Д) не уступают лучшим системам непрерывного регулирования, а по экономичности, весо-габа-ритным и динамическим показателям намного превосходят их.
Перспективы применения полупроводниковых ШИП в различных областях техники чрезвычайно широки. Транзисторные ШИП весьма эффективно используются как стабилизаторы и регуляторы напряжения приборных комплексов и для создания быстродействующих позиционных и тахометрических следящих систем на постоянном токе. Появление мощных тиристоров существенно расширило область применения ШИП.
Стала перспективной разработка и исследование импульсных преобразователей для электрохимии, подъемно-транспортных устройств, тяговых электроприводов горнодобывающей промышленности, для электроавтомобилей и т. п. Замена контактно-реостатных пусковых и регулировочных устройств в электровозах, мотор-вагонных секциях импульсными преобразователями, позволяющими рекуперировать энергию в сеть постоянного тока, существенно улучшит энергетические показатели транспортных устройств на
постоянном токе и упростит процессы управления пусковыми и тормозными режимами. Применение ШИП в приводах подач и главного движения прецизионных станков и станков с числовым и программным управлением позволило улучшить их технико-экономические показатели.
Система «ШИП — малоинерционный двигатель постоянного тока с гладким или полым ротором» способна в некоторых случаях заменить пневмо- и гидропривод.
Создание столь разнообразных по выполняемым задачам и условиям работы преобразователей с ши-ротна-импульсной модуляцией возможно лишь на основе глубокого понимания электромагнитных процессов в них.
Целью настоящей книги является последовательное рассмотрение комплекса вопросов, возникающих при проектировании, расчете и исследовании полупроводниковых ШИП и систем электропривода, создаваемых на их основе. Книга явилась в основном результатом исследований и разработок, проводимых автором с 1960 г. на кафедре электротехники ЛИТМО в области полупроводниковых преобразовательных устройств для систем электропривода. Автор попытался также обобщить и систематизировать некоторые сведения из литературы по рассматриваемому вопросу. Автор выражает благодарность сотрудникам и аспирантам кафедры электротехники ЛИТМО С. Г. Герману-Галкину, В. И. Иришкову, Л. А. Мо-золяко, В. А. Толмачеву и В. В. Тогатову за помощь в проведении некоторых исследований.
Искренне благодарю проф., доктора техн. наук А. В. Башарина, сделавшего ряд ценных замечаний при рецензировании рукописи.
Отзывы и замечания по книге просьба направлять по адресу: 192041, Ленинград, Марсово поле, д. 1, Ленинградское отделение издательства «Энергия».
Автор
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие .............................. 3
Глава первая. Электромагнитные процессы и характеристики систем электропривода постоянного тока с широтно-импульсными преобразователями на двухоперационных полупроводниковых приборах ........................ 5
1-1. Выходные каскады ШИП на полностью управляемых полупроводниковых приборах................. —
1-2. Электромагнитные процессы в системе электропривода «ШИП—
двигатель» при неизменной структуре силовой цепи......13
1-3. Квазиустановившиеся процессы и характеристики систем
«ШИП—двигатель» с неизменной структурой силовой цепи . . 20
1-4. Квазиустановившиеся процессы и характеристики систем
«ШИП—двигатель» с изменяющейся структурой силовой цепи 31
1-5. Электромагнитные процессы в многофазном ШИП с разделительными дросселями.....................36
1-6. Потери мощности в цепи якоря, в транзисторах и выбор частоты
коммутации в системе «ШИП—двигатель»..........38
Глава вторая. Принципы построения и расчета тиристорных ШИП для
систем электропривода ................. 43
2-1. Тиристоры, как переключающие элементы широтно-импульсных
преобразователей ..................... —
2-2. Основные схемы, классификация и области применения тиристорных ШИП........................61
2-3. Расчет конструктивных параметров линейных коммутирующих
дросселей ........................76
2-4. Потери в стали коммутирующих дросселей и трансформаторов 80
2-5. Потери в меди коммутирующих дросселей ШИП........89
2-6. Условия работы и выбор конденсаторов в коммутирующих устройствах ШИП......................93
2-7. Методика расчета коммутационных электромагнитных процессов
в тиристорных ШИП.............'.......102
Глава третья. Тиристорные ШИП с параллельной коммутацией в электроприводах постоянного тока ........ ....... 108
3-1. Коммутационные электромагнитные процессы в ШИП с параллельным гашением....................—
3-2. Рабочие электромагнитные процессы и механические характеристики системы «ШИП с параллельной коммутацией—двигатель» 119
3-3. Условия нормальной работы преобразователя и выбор параметров коммутирующих цепей .................125
3-4. Характеристики преобразователя с параллельной коммутацией
при сглаженном токе нагрузки ...............128
3-5. Токи, напряжения и установленные мощности полупроводниковых приборов в ШИП с параллельной коммутацией......131
3-6. Потери мощности и энергетические показатели ШИП с параллельной коммутацией..................135
3-7. ШИП с простой параллельной коммутацией и ускоряющим процесс разряда контуром ................... 139
3-8. ШИП с дросселем в цепи заряда и разряда конденсатора .... 146 3-9. ШИП с дросселем в цепи заряда и разряда конденсатора и обратным диодом........................158
Глава четвертая. Тиристорные ШИП с последовательной коммутацией
в электроприводах постоянного тока ......... 168
4-1. Электромагнитные процессы в нереверсивном ШИП с последовательной коммутацией при работе на двигательную нагрузку —
4-2. Характеристики нереверсивных ШИП с последовательной коммутацией .........................188
4-3. Расчет выходного каскада ШИП с последовательной коммутацией ...........................195
4-4. Аналитический расчет характеристик ШИП с последовательной
коммутацией .......................202
' 4-5. Синтез параметров коммутирующих цепей тиристорных ШИП
систем электропривода .................. 212
4-6. ШИП с переменной структурой коммутирующего устройства 219
4-7. Переходные процессы в коммутирующих цепях ШИП.....220
4-8. Принципы построения и схемы выходных каскадов реверсивных
ШИП ..........................231
4-9. Расчет коммутирующих устройств реверсивных ШИП .... 246 4-10. Автоколебательные режимы в системах «ШИП—двигатель» . . 253 4-11. ШИП с многофазным управлением и последовательной коммутацией...........................260
Глава пятая. Тиристорные ШИП с дросселями насыщения в коммутирующих цепях.......................267
5-1. Электромагнитные процессы в нереверсивных ШИП с дросселями
насыщения (ДН).....................—
5-2. Особенности работы ДН с ППГ в коммутирующих устройствах
преобразователей ..................... 270
5-3. Расчет предельных циклов перезаряда конденсатора и характеристики нереверсивных ШИП с ДН.............275
5-4.. Электромагнитные процессы в реверсивных ШИП с коммутирующими ДН.........................284
5-5. Характеристики реверсивных ШИП с ДН..........289
Список литературы.........................296
Цена: 150руб.
