Сильноточная электроника: Учебно-методическое пособие, страница 4

В АИН происходит формирование напряжения в виде прямоугольника, а форма тока зависит от параметров нагрузки. В рассматриваемой схеме мостового типа нагрузка подключается в диагональ моста. Напряжение на выходе формируется поочередной работой тиристоров VS1, VS4 – VS2, VS3. характер нагрузки может быть активным или активно-индуктивным. В последнем случае обязательным является включение обратных диодов VD1 – VD4, посредством которых происходит возврат электромагнитной энергии нагрузки источнику и зарядка входного конденсатора. Путь протекания тока при возврате энергии показан на схеме пунктиром. Распределение тока возврата зависит от внутреннего сопротивления источника и емкости входного конденсатора.

Инверторы напряжения неработоспособны при активно-емкостном характере нагрузки. Работоспособность АИН в режиме, близком к холостому ходу, определяется коммутационными свойствами электронных ключей. Режим короткого замыкания для АИН является аварийным. Преобразователь имеет «жесткую» внешнюю характеристику. В этом и последующих случаях узлы принудительной коммутации не рассматриваются.

Автономный инвертор тока (АИТ), принципиальная схема, схема замещения и временные диаграммы которого даны на рис. 3.2 питается от источника с большим внутренним сопротивлением по переменному току. Для увеличения входного сопротивления по переменному току последовательно с источником подключают дроссель большой индуктивности  (в идеале ). АИТ формирует форму тока, а форма выходного напряжения определяется параметрами нагрузки. Такого типа инвертор работоспособен только при емкостном характере нагрузки. Коммутирующий конденсатор С_к при активно-индуктивном характере нагрузки дополнительно выполняет функцию компенсатора реактивной мощности.

Разделение на инверторы тока и напряжения условное.

Промежуточное место между рассмотренными типами инверторов занимают инверторы резонансного типа (АИР), использующие последовательный резонансный контур, принципиальная схема и временные диаграммы которого даны на рис. 3.3. Особенностью является получение напряжения и тока, по форме наиболее близких к синусоидальной. В АИР тиристорные ключи работают в режиме естественной коммутации, для чего должно выполняться условие

где  – частота следования управляющих импульсов;

 – собственная частота контура.

Резонансные инверторы могут работать в режиме короткого замыкания, но не работоспособны на холостом ходе. Предельная частота инвертора ограничена длительностью бестоковых пауз, необходимых для восстановления запирающих свойств тиристора. Имеют «мягкую» внешнюю характеристику.

3.2 Применение автономных инверторов в преобразователях других типов.

Рассмотренные ранее инверторы часто применяются в компоновке преобразователей другого назначения. Например, в преобразователях часты применены звена АИ позволяет регулировать выходную частоту с любым соотношением к входной частоте, в отличие от электромагнитных преобразователей с фиксированным значением  (электромагнитные удвоители, устроители частоты).

Применение АИ в преобразователях постоянного тока сводятся к введению между постоянными входом и выходом трансформатора, позволяющего получать уровни выходного напряжения независимо от входного.

Инверторы, питающие от сети постоянного тока, применяются в преобразователях числа фаз и целого ряда других устройств специального назначения.