Рис. 4. Зависимости изменения момента и выходной мощности машины при фиксированной частоте вращения от угла коммутации: 1 - с учетом неконтролируемого тока фаз; 2 - без учета неконтролируемого тока фаз

60 je, град

на ЭВМ дают существенно иной характер этой кривой (кривая /).

Регулирование тока фазы в режиме прямого вращения в данной структуре силового преобразователя (см. рис. 1) осуществляется в цепи, состоящей нз транзистора УГ,-, дросселя Li и диодов VDi, VD. Регулирование тока осуществляется методом токового коридора, при этом регулирующий транзистор VTi включается при токе /мин (см. рис. 2) и отключается при /макс. Информация о токе фазы снимается с ветви схемы между дросселем L\ и транзистором VT\, т. е. в цепи питания двух последовательно включенных фаз. Такая организация процессов регулирования гарантирует значение тока в цепи инвертора в пределах от /мин до /макс Это позволяет предположить, что при изменении угла (фазы) коммутации ток фазы будет сохранять заданное значение, однако- результаты расчета на ЭВМ дают существенно отличный характер его изменения (рис. 5).

60 45 30 15

60 -30

,град

Рис. 5. Зависимости изменения среднего за полупериод тока фазы от угла коммутации:

/ - с учетом неконтролируемого тока фаз; 2 - без учета неконтролируемого тока фаз

m m 240 270 a, град

Рис. 6. Фазные ЭДС машнны

Анализ электрических процессов на численной модели показал, что причиной этих противоречий является возникновение внутренних неуправляемых контуров для протекания тока в цепях инвертора.

Возникновение неконтролируемого тока в инверторе объясняется действием противо-ЭДС вращения и ЭДС самоиндукции в индуктивностях фаз. Эти токи протекают по цепи, образованной двумя -р фазами машины, открытым транзистором и диодом. Для определенного межкоммутационного интервала такая цепь образована фазами Фь Фг (см. рис. 1), транзистором VT и диодом VD. На рис. 6 представлены фазные ЭДС вращения п отмечено положение рассматриваемого межкоммутационного интервала Ок при нейтральной коммутации (внизу) и при запаздывающей Ок! (вверху), а также обозначено направление сдвига межкоммутационного интервала относптельно фазных ЭДС при изменении угла коммутации. Положительной полярностью ЭДС (рис. 6) считаем ту, которая дает положительный потенциал на выводе фазы относительно узла фазной звезды. На рис. 1 обозначена полярность ЭДС для рассматриваемого межкоммутационного интервала. Очевидно, что ЭДС вращения в первой фазе изменяет знак в пределах рассматриваемого межкоммутационного интервала и может открыть диод VD. Если эта ЭДС превышает некоторое значение, то в контуре VD, Ф], Фг, VT развивается неконтролируемый ток 1н.ф (см. рис. 1), создающий тормозной момент в первой фазе и вращающий во второй. Этот неконтролируемый ток первой фазы суммируется во второй фазе с рабочим током ц второй и третьей фаз, значение которого контролируется регулятором VT,. Такие явления при нейтральной коммутации не возникают, однако при запаздывающей коммутации, т. е. при изменении угла р в положительном направлении, реверсированная ЭДС первой фазы увеличивается (рис. 6), достигая некоторого порогового значения, достаточного для возникновения неконтролируемого тока. При дальнейшем увеличении угла коммутации р этот ток может достигнуть

Токи

/ го

120 а,

Ш а, граО

Рис. 7. Расчетная форма тока в фазах БДПТ при запаздывающей коммутации (:р=30°) и частоте вращения п=0,3пн. Данные БДПТ: Р2=500 Вт; пн=8000 об/мин; Uu=27 В; /н=20 А

значения, приводящего к выходу из строя инвертора и регулятора.

Количественный анализ этих явлений проводился иа математической модели [2], так как экспериментальное исследование данного режима связано с возможностью аварийной перегрузки транзисторов и диодов инвертора.

На рис. 7 показана рассчитанная на ЭВМ форма тока фазы. Угол поворота ротора от начала межкоммутационного интервала, при котором возникает неконтролируемый ток, обозначен 1. Коммутация транзисторов VT-, регулятора приводит к пульсация1м неконтролируемого тока первой фазы из-за влияния периодических ЭДС самоиндукции индуктивностей структуры и периодического отключения источника питания.

На рис. 8 показана осциллограмма фазного тока, полностью соответствующая результатам цифрового моделирования процессов. Рас-

Рис. 8. Осциллограмма фазного тока БДПТ при запаздывающей коммутации (Р=30°)