Однофазный мостовой автононый инвертос отсекающими диодами

Схема такого автономного інвертора тока приведена на рис.2.29. Коммутация осуществляется при помощид двух конденсаторов С₁, С₂ подключенных через отсекающие диоды к нагрузке. Диоды необходимы для отделения емкости от от загрузки. Выходной ток инвертора одновременно есть током нагрузки.

Рис.2.29. Схема автономного инвертора с отсекающими диодами.

Рассмотрим процессы, которые имеют место в схеме при переключении тока с тиристоров Т1,Т2, формирующих позитивную полуволну выходного тока на пару Т3,Т4, формирующие негативную полуволну выходного тока. В первый момент ток нагрузки протекает через тиристоы Т1,Т2 и диоды V1,V2. Конденсаторы С1,С2 заряжены с полярностью, показаной на рис.2.29. При этом напряжение на конденсаторах превышает напряжение на нагрузке, это обеспечивает поддержку диодов в закрытом состоянии. Ток постоянен, а значит напряжение на нагрузке постоянно и зависит от величины активного сопротивления. При подачи управляющих импульсов на тиристоры Т3,Т4, они включатся и образуют два контура для разряда кондесаторов Т1,С1,Т3 и Т4,С2,Т2.Напряжение что прилагается к тиристору Т1 является обратной и при отсутствии в контуре коммутации индуктивности приводит к мгновенному закрытию тиристора. Ток нагрузки переключается на тиристоры Т3,Т4 и протекает по контуру Т3,С1,V1, Zн, V2,C2,Т4, что приведет к снижению напряженияна конденсаторах.

4 .4. Последовательный резонансный инвертор

Резонансные автономные инверторы (АИР) предназначены для преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение повышенной частоты (от 500-1000 Гц до 5-10кГц и выше). Одной из основных областей применения таких инверторов является электротермия. АИР в основном выполняются однофазными. При использовании однооперационных тиристоров коммутирующий конденсатор может включаться параллельно либо последовательно нагрузке. В зависимости от этого АИР различаются на параллельные и последовательные. Параллельные АИР выполняются по схеме в которой индуктивность Ld и конденсатор С рассчитываются так, чтобы при отпирании пары накрест лежащих тиристоров (Т₁, Т₂ или Т₃, Т₄) процесс перезаряда конденсатора имел колебательный характер и заканчивался в течение полупериода. В результате ток инвертора i_и имеет форму двухполярных импульсов в виде полуволн синусоиды, а входной ток i_d получается прерывистым. Если паузы между окончанием протекания тока через одну пару тиристоров и моментом отпирания тиристоров следующей пары малы или равны нулю, то напряжение на нагрузке близко к синусоиде. В АИР чаще используют последовательное или последовательно-параллельное включение конденсаторов. На рис.2.25. приведена схема резонансного инвертора, состоящая из инверторного моста на тиристорах Т₁-Т₄ и последовательно включенных в его диагонали конденсатора С, нагрузки Z_н и дополнительного дросселя L. Кривые тока выходной цепи инвертора i_и(t), (тока нагрузки) формируются путем попарного отпирания накрест расположенных тиристоров инверторного моста без обратных диодов (рис.2.25.) Характер зависимости обусловливается колебательным процессом перезаряда конденсатора С с частотой

,

последовательного колебательного контура, образованного реактивными элементами выходной цепи, при его подключении проводящими тиристорами к источнику питания Е. В рассматриваемой схеме частота собственных колебаний контура f₀ связана с частотой следования отпирающих импульсов на тиристоры инверторного моста (т.е. с выходной частотой f инвертора) соотношением f₀> f. Благодаря этому колебательные процессы перезаряда конденсатора (с близким к синусоидальному законом изменения тока i_и=i_н) заканчиваются до отпирания очередной пары тиристоров инвертора (рис.2.25.), в кривых тока нагрузки и источника питания создаются паузы.

Рис.2.25. Резонансный инвертор без обратных диодов.

Токовая пауза необходима для проведения операции запирания проводящей пары тиристоров перед отпиранием очередной пары. По окончании перезаряда напряжение на конденсаторе U_сm>Е в связи с чем к проводившим тиристором прикладывается запирающее обратное напряжение, равное (U_сm-Е)/2.Длительность перезарядных процессов конденсаторов, равная половине периода собственных колебаний контура Т₀/2=1/(2/f₀), определяет длительность открытого состояния тиристоров и двухполярных импульсов кривой напряжения инвертора.

Внешние характеристики АИР

Из векторной диаграммы (рис.2.26.) и соотношения для U_н следует, что при неизменном напряжении питания Е выходное напряжение АИР зависит только от значения cosφ_н. Уменьшение cosφ_н. вызывает увеличение выходного напряжения инвертора. Спадающий характер реальных выходных характеристик при фиксированных значениях cosφ_н. объясняется зависимостью Е=F(I_d) источника питания, а также падением напряжения на вентилях и активном сопротивлении дросселя.

Особенностью АИР является то, что он может работать в режиме К.З. Векторная диаграмма в режиме К.З. приведена на р37ис.4., где .

Рис.2.26. Внешние характеристки АИТ. Рис.2.27. Кривые напряжения врежиме К.З

Ток инвертора при этом ограничивается суммарным активным сопротивлением обмотки дросселя L, подводящих проводов, падением напряжения на вентилях.

В режиме Х.Х. работа АИР невозможна так. Как прекращается формирование кривой выходного напряжения (тока). Для работы в режиме Х.Х. к выходу инвертора иногда подключают балластный резистор с небольшим потреблением мощности.