 |
 |
 |
 |
tm im 2000 t.zodbi
Рис. 4.2, Зависимости объемного показателя ИВЭП от года разработки и вида охлаждения:
/ - область для ИВЭП с воздушным охлаждением; 2 - область для ИВЭП с жидкостным охлаждением; 3-5 - области для дополнительного линейного стабилизатора, отрабатывающего падение напряжения на подводящих проводах (при воздушном охлаждении; 3 - 10%, 4-1%; при жидкостном охлаждении: 5-10%; б-1%); 7 - область, аналогичная области 5, но для токопроводов используются сверхпроводники в жидком азоте
in, нГц
Рис. 4.3. Качественные за висимости объемов ради элементов силовой част ВПН от частоты преобра, зования
Объем ВПН равен сумме объемов радиоэлементов с yqeioi коэффициента использования объема преобразователя Ки:
Vboh (У = Ки [V, (У + V„ (f j + Vk (f J + V„p(U + V,, (f„)]. (4.
По (4.4) находится объем Vgnnmin и частота fn, которой о соответствует.
4.2. АЛГОРИТМЫ РАСЧЕТОВ ВПН
Алгоритм, предлагаемый к рассмотрению в следующем разде ле, строится по принципу определения минимального значени Увпн ПО формуле (4.4) с определением также оптимальной вели чины /n.opt, соответствующей УвпитШ.
На рис. 4.4 пО(Казан разработанный автором алгоритм расчет ВПН. Выходная номинальная и макси.мальная мощности ВПН входящие IB исходные данные алгоритма, для первого этапа рас чета выбираются ориентировочно в зависимости от принятой кон струкции блоков ИВЭП.
Номинальная выходная .мощность (Рвыхпот) соответствует но минальному выходному и входному напряжениям ВПН, среднем значению температуры окружающей среды, наибольшему (номи нальному) току нагрузки при номинальном выходном напряжении. Под максимальной выходной мощностью (Рв ЫХ max ) понимаете предельное значение выходной мощности, при которой потери мощ-66
Исходные данные Pf гли, AUc, | fbix пот | >вых тал 1 Sbixj реа > | ||
Данные по радиоэлементам | Выдор параметров | |||
Расчет электрических параметров схемы ВПН
Расчет электрических параметров транзисторов
Расчет Пт(-(п] при
Vt min (тп)
Расчет электрических параметров диодоВ
Расчет при
% min in)
Расчет электрических па-ра метров канденсаторо8
Расчет наборов конденсаторов в зависимости от
in при VK.mfn {г„)
Расчет электрических и коястриктивных пара- метров транарорматорев
{ЗУ\ при Угр.тгп (h]
Расчет электрических и конструктивных параметров дросселей ly-. при Vb-min (-fn) fH)
Расчет Уцпн Гл) " Уепн mm
Уточнение Рд, „ат -® | |||
Изменение элементной базы | Изменение Выбора параметров | ||
Расчет Vgn
min min
lic 4.4. Алгоритм расчета ВПН
jocTH в ВПН наибольшие; при этом перегревы радиоэлементов !с должны превышать допустимых значений. Такой режим возмо-Хен, когда выходное напряжение максимально (в требуемом диа-тязоне его регулирования), входное напряжение минимально, тем-
зратура окружаюш,ей среды наивысшая, ток нагрузки максимальный (ВПН включен на ту же нагрузку, что и в режиме с Рзыхпот).
словие минимизации входного напряжения при Рвыхтах принято з-за более высоких потерь мощности в радиоэлементах инвер-ора, так как токи в транзисторах и трансформаторе, а также
лительности импульсов ВПН при этом наибольшие. Значения
ьых пот
И Рвыхтах УТОЧНЯЮТСЯ ПО приведенной ниже методике.
в исходные данные алгоритма расчета (блок / на рис. 4.4 также входят: Нвых - номинальное значение выходного напряж ния, ДСрег - диапазон регулирования выходного напряжени SAUi - суммарная нестабильность выходного напряжения, AUc изменение напряжения первичной сети, АТ°в - изменение темп ратуры окружающего воздуха, АТвых.с; А1вых.д - статическое и ди намическое изменения выходного тока ВПН. В блоке 2 алгоритм приводятся необходимые данные по элементной базе.
Расчет электрических параметров (блок 4) Ui, Ij, U2, Ь-ам плитуд импульсов напряжений и токов первичной и вторично обмоток трансформатора инвертора, а также прочих напряжени и токов схемы проводится по известным формулам. Расчет AUc. AUt, а также выбор AUn.n, AUn.c, AUc.t, АОд.т производятся в б л ках 3 м 4, где AUc.с, AUt, AUc.t, AUfl.t - нестабильности выход ного напряжения ВПН соответственно от AUc, АТ°в, АЬых.с А1вых. AUn.c - амплитуда пульсаций выходного напряжения с частото кратной fc; AUn.n - амплитуда пульсаций выходного напряжения частотой fn. Значения AUc.c, AUt однозначно связаны через Кус AUc, АТ°в и рассчитываются по известным методикам; величин AUn.c, AUc.t, АПд.т зависят от Кус, внешних возмущающих возде ствий и ряда параметров ВПН; величина AUn.n зависит от параме ров схемы.
На первом этапе расчета ВПН выбираехм AUn.n, AUn.c, AUc. Аид.т, например, одинаковыми, выполняя, однако, требование и ходных данных по величине EAU:
2AU < ди„.п + AU„.o + AU0.0 + AU + AUc.t + AUg (4.
В предлагаемом алгоритме расчета ВПН все группы элемен тов (транзисторы, диоды, конденсаторы, дроссели, трансформа торы) рассчитываются отдельно.
Расчет электрических параметров транзисторов (блок 5) и ди дов (блок 6) заключается в определении потерь мощности в ни при различных значениях токов и частоты fn. Конструктивны расчет объема полупроводниковых приборов сводится к выбор числа параллельно соединяемых элементов, соответствующих м нималвному их сумхмарному объему с учетом требуемых для ох лаждения радиаторов.
Расчет электрических параметров конденсаторов (блок 7) вклю чает в себя определение зависимостей величин емкости и внут реннего охмическото сопротивления конденсаторов от частоты пуль саций напряжения на них. Расчет наборов конденсаторов в зав симости от fn, соответствующих минимальному их суммарном объему, является конструктивным расчетом конденсаторов.
Электрический и конструктивный расчеты трансформаторо (блок 8) выполняются совместно, в результате чего для минималь ных объемов трансформаторов определяются в зависимости от f типоразмеры сердечников, параметры обмоток, мощности потер и т. д. Аналогично рассчитываются дроссели (блок 9).
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 [ 21 ] 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53