Инверторы напряжения

Инверторы напряжения на полностью управляемых вентилях

При рассмотрении инверторов напряжения будем полагать, что: вентили (тиристоры и транзисторы) являются идеальными ключами; время переключения вентилей равно нулю; внутреннее сопротивление источника питания, обладающего двусторонней проводимостью, равно нулю; активное и индуктивное сопротивления подводящих проводов равны нулю.

Однофазный мостовой инвертор напряжения. Рассмотрим схему однофазного мостового инвертора (рис. 4.1, а) с активно-индуктивной нагрузкой при угле проводимости тиристоров X = л. Предположим, что в первый полупериод (0 < о < о2) (рис. 4.1, б) тиристоры У51? У52 открыты и нагрузка оказывается подключенной к источнику питания Щ (путь тока показан СПЛОШНОЙ линией). В момент времени 1) = о2 тиристоры У5] и У$2, У53 и У54 переключаются. Так как нагрузка имеет активно-индуктивный характер, в первый момент после переключения (о2 < о < о3) за счет ЭДС самоиндукции ток в нагрузке сохраняет свое прежнее направление, а полярность тока в цепи источника питания и напряжения на нагрузке изменяется. Запасенная в нагрузке энергия возвращается в источник питания. Из рис. 4.1, б видно, что на интервале (и2 < и < о3) ток нагрузки протекает через обратные диоды УР3, УО4, в момент времени о — о3 ток нагрузки спадает до нуля, диоды УР3, УО4 обесточиваются и ток 1Н протекает через открытые тиристоры У53, У$4. От источника питания снова начинает потребляться энергия. В момент времени о = о4 происходит очередное переключение тиристоров У5] и У?2, У53 и У54, и ток нагрузки на интервале (о4 < и < о5) протекает через обратные диоды УР19 УР2, а затем через тиристоры УБ2.

Вывод основных расчетных соотношений для однофазного мостового инвертора произведем, используя метод отдельных составляющих.

Известно, что если оригинал/(7) есть периодическая функция с периодом Т, то соответствующим изображением будет

Для однофазного мостового инвертора изображение эквивалентной ЭДС (рис. 4.1, б)

Изображение тока нагрузки

где 2Н = гн + р?н.

Свободный ток

Переходный ток в течение первого полупериода

Искомый установившийся ток

где Io = Ud/rH базисный ток; к = r^/^L^) — параметр нагруз-кп

ки; О = cot — переменный временной угол; а = е з .

Схема (а) и временные диаграммы токов и напряжений (6) однофазного мостового инвертора напряжения

Рис. 4.1. Схема (а) и временные диаграммы токов и напряжений (6) однофазного мостового инвертора напряжения

Основные характеристики цепей нагрузки и источника питания, а также полупроводниковых приборов, входящих в инвертор, целесообразно определять при различных параметрах цепи нагрузки к.

Действующее значение напряжения на нагрузке

Действующее значение тока нагрузки

Максимальное значение тока нагрузки можно определить из выражения (4.1), полагая О = л:

Для определения средних и действующих значений токов вентилей необходимо найти момент прохождения тока нагрузки через нуль (точка = пна рис. 4.1, б). Из выражения (4.1), приравняв нулю гн, находим:

Среднее значение тока обратных диодов

Среднее значение тока управляемых вентилей

Среднее значение тока источника питания

Активная мощность нагрузки определяется мощностью, потребляемой от источника питания:

Полная мощность нагрузки

Коэффициент мощности нагрузки

В связи с тем что в качестве источника постоянного напряжения инвертора обычно используется выпрямитель, обладающий односторонней проводимостью, к выходным зажимам инвертора подключают конденсатор Со. Через конденсатор замыкается ток, обусловленный запасенной в нагрузке электромагнитной энергией, что позволяет избежать возможных перенапряжений на управляемых вентилях при переключениях.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >