Электропитание устройств автоматики, телемеханики и связи: Общие указания, по выполнению лабораторных работ, страница 8

В устройствах электропитания железнодорожной автоматики, телеме­ханики и связи широко применяются инверторы  преобразователи энер­гии постоянного тока в энергию переменного тока. Они используются в качестве резервных источников при аварии в сети переменного тока, а также в переносной аппаратуре [1-3]

Инвертор, передающий энергию от источника постоянного тока потребителю, в цепи которого не содержатся источники  энергии переменного тока, называют автономным или независимым. Для инвертирования используют управляемые полупроводниковые вентили-тиристоры. В автономном инверторе частота переменного напряжения в цепи потребителя опреде­ляется частотой импульсов управления тиристорами. Для переключения(коммутаций) тиристоров в автономных инверторах обычно используют конденсаторы.  .

Автономные инверторы в зависимости от способа подключения комму­
тирующего конденсатора разделяются на:                         

а) параллельные,  в которых конденсатор включается параллельно на­
грузке;

 б) последовательные, в которых коммутация обеспечивается конден­сатором, включенным последовательно с нагрузкой.

В зависимости от особенностей протекания электромагнитных процессов автономные инверторы разделяются на два основных типа: инверторы тока и инверторы напряжения. Если мгновенные значения тока в   цепи, источника питания инвертора поддерживаются постоянными,  то такая система преобразования называется инвертором тока. Когда постоянное напряжение источника энергии, система называется инвертором напряже­ния.

    На рис.3,а  приведена схема однофазного автономного параллельного инвертора тока, а на рис.3,6  - осциллограммы напряжений и токов в различных цепях.

В этой схеме конденсатор С используется для коммутации тиристоров он подключается через трансформатор Тр параллельно нагрузке Rн.

20
Дроссель Др на входе инвертора  устраняет пульсации постоянного вход­ного тока I₀. Импульсы управления I_у   подаются от схемы правления СУ на тиристоры поочередно (со сдвигом по фазе на 180°). При отсутствий импульсов управления тиристоры выключены, так как U_{ak <} U_вкл.max

В схеме рис.3,а при подаче в момент  импульса положительного напряжения на управляющий электрод тиристора, например УВ1, он вклю­чается (тиристор УВ2 заперт). Ток от источника постоянного напряже­ния U_o проходит через полуобмотку W2  трансформатора. Одновременно через другую полуобмотку W2  происходит заряд конденсатора С пос­тоянным током. Общий входной ток при бесконечной большой индуктивности дросселя (L_др— ,)   I_o = t_al + t_c = const.

Вследствие явления взаимоиндукции при протекании тока в одной из полуобмоток трансформатора  в   другой полуобмотке   возрастает  равная  по  величине  и противоположная по знаку ЭДС. Конденсатор С к концу полу-периода оказывается   заряженным  до  напряжения   2U_Q  (полярность   на

21

рис.  3,а указана в скобках).

В момент t₂ при подаче на управляющий электрод тиристора УВ2  импульса управления от СУ он открывается. Одна обкладка конденсатора
оказывается присоединенной через открытый тиристор УВ2 к катоду  ти­ристора УВ1. Ток разряда конденсатора при этом проходит через оба тиристора в направлении, согласном с направлением тока i_a2 в тиристоре УВ2 и противоположном направлению прямого тока i_a1, в тиристоре УВ1.

Когда ток разряда конденсатора i_с становится равным прямому току i_a1, общий ток в тиристоре УВ1 падает до нуля, он запирается, а тиристор УВ2 продолжает работать.

Процессы коммутации иллюстрируются осциллограммами на рис. 3,6. В момент t₂ напряжение на тиристоре УВ2 при его включении уменьшается почти до нуля, напряжение на аноде тиристора УВ1 в этот же момент резко изменяет знак, так как анод его оказывается присоединенным  к отрицательной обкладке конденсатора.