Материал: Модуляторы тока для импульсно-дуговой сварки. Зайцев А.И., Чуриков И.А
|
U XX |
RЭi3 |
p |
LИ pi3 |
p |
i3 p |
UC1 0 |
RЭi1 |
p |
LИ pi1 p LИi1 0 , (3-45) |
|||
|
|
P |
pC1 |
|
p |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Начальные условия определяются следующими выражения- |
||||||||||||
ми: |
|
|
i1 0 |
|
U XX |
d |
; |
|
|
i2(0)=0; |
|
UC2(0)= d . |
|
|
|
|
RЭ |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решением системы уравнений (3- 44), (3-45) относи-
тельно изображения тока i2(p) будет:
|
|
|
|
|
i2 |
p |
U XX |
UC1 0 LИ pi1 |
0 |
|
, |
|
(3-46) |
||||
|
|
|
|
|
L |
p2 2 p |
2 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RЭ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
1 |
|
1 |
; |
|
|
|
|
|
1 |
1 |
RЭ |
. |
||||
|
|
LИ |
|
R C1 |
|
|
0 |
|
LИ C1 |
|
|||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|||||||
Используя теорему разложения, найдем решение для ориги-
нала
i |
|
t e |
T |
U XX |
UC1 |
0 |
|
LИ |
i1 0 |
Sin |
|
t |
i |
0 Cos |
|
t . |
|
|
(3-47) |
||||||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
LИ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напряжение на конденсаторе С1 |
определяется выражением |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
1 |
|
t |
|
|
|
|
e T |
|
|
U |
C1 |
0 |
|
|
U XX |
|
|
U |
XX |
U |
C1 |
0 |
|
||||
U C |
t |
|
|
|
i3 |
t dt |
U C1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sin t |
|||||||
|
C1 |
|
|
RЭ |
|
R |
|
|
|
|
|
RЭ C1 |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3-48) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
U C1 |
0 U XX |
R |
|
|
U |
XX |
R U |
C1 |
0 R |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
e |
|
|
|
|
|
|
Cos |
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
Э |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
R |
RЭ |
|
|
|
|
|
R |
|
RЭ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
В выражениях (3-47) и (3-48)
68
|
|
|
|
|
RЭ |
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
1 |
R |
|
|
LU |
|
R C1 |
; |
|
|
Э |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
LИ C1 |
|
R |
|
|
|
4 |
|
|
|
arcsin |
|
. |
|
0 |
|||
|
|
На рис. 3-13, 3-14, 3-15, 3-16, 3-17, 3-18 изображены кривые
UC1(t), построенные в соответствии с выражением (3-48). На этих же рисунках нанесены кривые напряжения на коммутирующем дросселе UL1 для наихудшего случая, то есть когда напряжение на коммутирующем конденсаторе имеет наименьшее значение. Анализ кривых показывает, что на втором этапе работы схемы напряжение на конденсаторе фильтра при питании от источника с крутопадающей характеристикой может быть принято постоянным и равным начальному значению. Используя это и заменив в выражении (3-36) сумму отрезков синусоиды и косинусоиды только отрезком косинусоиды с начальной фазой [74] при допущении e
1t 1.
69
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U C2 |
0 |
|
|
I CB R1 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
I CB R1 |
2 |
|
|
L1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
U |
|
0 |
I |
|
2 |
Cos w |
|
t |
|
arctg |
|
|
|
|
U |
|
0 , (3-49) |
|||||||
C2 |
|
CB |
|
01 |
1 |
|
|
|
|
|
|
C1 |
||||||||||||
|
|
2 |
|
|
C |
|
|
|
|
|
L1 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I CB |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
определим время, предоставляемое схемой для выключения силового тиристора
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I CB |
|
L1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
U C1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
C |
|
. |
(3-50) |
||||||
tB |
L1 C arccos |
|
|
|
|
|
|
|
arctg |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I CB R1 |
|
||||||||
|
|
|
I CB R1 |
2 |
L! |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
U C2 |
0 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
U C2 |
0 |
|
I CB |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
2 |
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
При замене UC1(0) на Uxx выражение (3-50) справедливо и в случае питания от источника с жесткой внешней характеристикой.
3.5. Рекомендации по выбору параметров элементов коммутирующего контура
Ввиду того, что раскачка напряжения на коммутирующем конденсаторе ограничивается специальным устройством (рис.3-9) или подбором добротности зарядного контура, добротность коммутируюшего контура, как отмечалось выше, высокая (Q1=5-15), поэтому R1 0. С учетом сказанного выражение (3-50) приводится к виду
t B |
|
|
|
|
U XX |
|
|
|
arctg |
ICB |
1 |
. |
(3-51) |
L1C arccos |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UC2 |
0 |
|
|
|
2 |
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
UC2 |
0 |
ICB |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
71
Считая все параметры постоянными, проанализируем, как будет изменяться время tв при изменении 1, причем имеется ввиду, что 
L1 C = const. Для удобства будем измерять время в угловых единицах.
|
На рис. |
3-12, 3-19, 3-20 построены зависимости |
||
|
|
U XX |
|
|
t B f |
1; |
|
. |
Анализ кривых показывает, что с уменьшением |
U C 2 0 |
||||
1 и, следовательно, увеличением кi, время, предоставленное схемой для выключения силового тиристора, возрастает и тем сильнее, чем меньше 1 (больше кi ). Однако нельзя беспредельно увеличивать амплитуду тока в колебательном контуре. При
меньшей величине |
U XX |
время tв увеличивается. |
|||||
|
|||||||
|
U C 2 0 |
|
|
|
|
||
При выборе |
1 и кi могут быть приняты следующие сообра- |
||||||
жения. Минимальное значение |
|
1 ограничивается в первую оче- |
|||||
редь добротностью контура, то есть условием |
|||||||
|
|
|
|
|
|
R1 |
|
|
|
|
L |
|
|
. |
|
|
|
|
C |
2 |
|||
|
|
|
|
||||
С другой стороны при меньшем значении 1 меньше раскачка напряжения на коммутирующем конденсаторе за счет энергии, запасаемой в дросселе L1 от тока нагрузки, меньше необходимое напряжение на конденсаторе и, как следствие, ниже класс тиристоров и конденсаторов по напряжению. Однако при этом
72