В этом промежутке времени ток в цепи источника питания изменяет знак, происходит заряд емкости С. В момент t 2
изменения направления тока нагрузки начинается период потребления нагрузкой энергии от источника питания. ДиодыVД2,
VДЗ закрываются, а ток протекает через открытые тиристоры VS2 , VS3. В момент времени t 3закрываются ключи VS2, VS3, а открываются VS1, VS4. Все приведенные выше процессы повторяются. Возврат реактивного тока нагрузки осуществляют диоды VД1, VД4. Таким образом, обратные диоды и конденсатор С, шунтирующий выход источника питания, позволяют избежать перенапряжений на электронных ключах в моменты изменения полярности выходного напряжения.
Инверторы напряжения неработоспособны при активно-емкостном характере нагрузки. Работоспособность АИН в режиме, близком к холостому ходу, определяется коммутационны-ми свойствами электронных ключей. Режим короткого замыкания является для них аварийным. Инверторы напряжения обладают "жесткой" внешней характеристикой.
Схема однофазного параллельного инвертора тока приведена на рис. 2.2а. На рис. 2.2 6, в, г, изображены соответственно: временная диаграмма, схема замещения и векторная диаграмма.
Ld
В отличие от инвертора напряжения АИТ содержит во входной цепи дроссель, обладаю-щий большой индуктивностью Ld. Источник питания в этом случае работает в режиме источника тока. Порядок коммутации ключей инвертора тока аналогичен вышеприведенному. Запирание тиристоров обеспечивает конденсатор, подключенный параллельно нагрузке. АИТ работоспособен только при активно-емкостной нагрузке, в случае активно-индуктивного характера нагрузки баланс реактивной мощности обеспечивается коммутирующим конденсатором Ск.
При анализе АИТ принимают индуктивность Ld= ∞, а ток іи и Uн – синусоидальными. Угол qмежду вектором тока инвертора Iи и напряжением на нагрузке Uнобязательно должен быть положительным, поскольку он определяет время, необходимое для восстановления запирающих свойств тиристоров. Его минимальная величина зависит от времени восстанов-ления запирающих свойств tв используемых тиристоров.
q тiп = 360°× ¦ ×tв, где ¦ - выходная частота инвертора.
Величину коммутирующей емкости Ск определяют по параметрам нагрузки и коэффициенту нагрузки В.
В = Iн / Iс = I /w Cк Zн
Коэффициент нагрузки В связан с углом соотношением
tg q = 1-Вsin jн / В cos jн .
Напряжение Uн на нагрузке АИТ
Uн = Е / ан cos q, где ан- коэффициент, определяемый схемой инвертора:
ан = 2Ö2 / p = 0,9 (для однофазной мостовой и схемы с нулевым выводом);
ан = 3Ö6 / 2p = 1,17 (для трехфазной с нулевым выводом); ан = 3Ö6 / p = 2,34 (для трехфазной мостовой).
Форма выходного напряжения определяется экспоненциальным процессом перезаряда коммутирующего конденсатора Ск с постоянной времени τ = Ск Rн, а его амплитудное значение зависит от величины нагрузки. При Rн → ∞ угол q →T / 4, напряжение неограничен-но возрастает, что может привести к пробою конденсатора и превысить допустимое напряжение тиристоров. В режиме больших токов при Rн → 0уменьшается постоянная времени τ, форма напряжения Uн приближается к прямоугольной, угол → 0 и может стать меньше q min. Из вышеизложенного вытекает, что АИТ неработоспособны в режимах, близких к холостому ходу и короткому замыканию. Инверторы тока обладают "мягкой" выходной характеристикой.
Широкое применение в преобразовательной технике получили резонансные инверторы АИР, которые содержат в силовой цепи колебательный LС- контур, определяющий выходную частоту инвертора. При этом конденсатор может подключаться как последовательно с нагрузкой, так и параллельно (последовательные и параллельные АИР), а индуктивность может быть составной частью нагрузки. Наиболее распространенная схема резонансного инвертора представлена на рис. 2. 3а, временная диаграмма - рис. 2.3 б, схема замещения и векторная диаграмма - рис.2.3 в, г.
В отличие от АИН и АИТ в резонансных инверторах тиристорные ключи работают в режиме естественной коммутации. Для этого должно выполняться условие ƒ0 > ƒ, где –
ƒ- частота следования управляющих импульсов;
ƒ0 = 1/ 2π √¯1/( L+Lн)С –
частота собственных колебаний контура. Если паузы между моментом запирания одной пары тиристоров и отпиранием другой пары малы, то форма напряжения на нагрузке близка к синусоидальной. Расчет АИР производят исходя изусловия резонанса ƒ0 =ƒ, при этом выходное напряжение Uнпринимают синусоидальным. Для приведенной схемы справедливы соотношения
Uн = 2√¯2 Е = 0,9Е; Id = 0.9; Iи = Iн = Uи/ Rн; Uн= Uи /cosφн
π
Величины L и С определяют исходя из значений добротности выходной цепи характеристическое сопротивление выходной цепи
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.