Герасимов В.Г. (ред). - Электрические измерения и основы электроники (1998) (529641), страница 43

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 43)

На рис. 5.24 представлсно семейство внешних характеристик инвертора, ведомого сетью: Е~„! —— ~(У„) при фиксированных значениях угла 13. Эти характеристики, как следует из формулы (5.18), имеют нарастающий вид, т.е. с ростом тока увеличивается напряжение на инверторе. Отметим, что инвертор при значительных углах !3 может работать при больших нагрузочных токах. Автономные инверторы осуществляют преобразование постоянного тока в переменный с неизменной или регулируемой частотой и работают на автономную нагрузку.

Автономные инверторы применяют в тех случаях, если необходимо: ! ) иметь переменнь1й ток требуемой частоты, когда источниками питания являются устройства прямого преобразования энергии — топливные элементы, МГД-генераторы, термо- и фотоэлектрические генераторы, контактная сеть электрического транспорта, аккумуляторы и т.д.; 2) преобразовать постоянное напряжение одного значения в постоянное напряжение требуемого значения; 3) получить переменный ток высокой частоты для электротермических установок, с помощью которых плавят металлы, нагревают, сушат и закаливают изделия. Наряду с такими главными элементами инверторов, как транзисторы и тиристоры, ни один автономный инвертор не обходится без конденсатора, Этот элемент в инверторе необходим для того, чтобы обеспечивать запирание тиристоров и формировать выходное напряжение инвертора.

Автономные инверторы подразделяются на автономные инвсрторы тока гАИТ), автономные инверторы напряжения (АИН) и автономные резонансные инверторы (АИР). В ггвтономнггм ггяггерторе тока (АИТг' испгочггик ггггтаггггя раоотггеггг в режиме источника тока, что достигается включением в цепь дросселя 1,о с большой индуктивностью грие.5.25,а). В инверторах тока применяют только тиристоры. Тиристоры г'5~ и Ю2 открываются поочередно запускающими импульсами, поступающими от блока системы управления (СУ).

Работу АИТ иллюстрируют временные диаграммы, изображенные на рис. 5.25,б. При появлении первого запускающего импульса п„г от блока системы управления СУтиристор ~'5~ открывается. Вследствие резкого уменьшения сопротивления тиристора ~'5~ левая половина первичной обмотки трансформатора оказывается подключенной к источнику и в ней появляется нарастающий ток, который наводит ЭДГ в правой половине первичной обмотки и во вторичной обмотке. При этом коммутирующий конденсатор С оказывается под удвоенным напряжением источника питания Е, до которого он заряжается.

Полярность напряжения на нем указана без скобок, Следующий запускающий импульс гг„х2 включает тиристор й'52. Появившийся при включении тиристора Ю~ нарастающий ток в правой половине первичной обмотки трансформатора создает соответствующие ЭДС в первичной и вторичной обмотках трансформатора, но другого направления Конденсатор С, через открытый тиристор Ю2 оказывается подключенным к тирнстору Г5г, причем плюсовая обкладка соединяется с катодом. а минусовая — с анодом. Это должно привести к запиранию тиристора Р5~, что и происходит через некоторое время г„„, гуказанное в паспорте тиристора). Таким образом, конденсатор С, помимо разрядки через первичную обмотку трансформатора, некоторое время разряжается через оба открытых тиристора.

Как только тнристор 1',эг закроется, Разрядка конденсатора С прекращается и сразу же начинается его перезарядка до удвоенного значения напряжения питания г", но противоположной полярности. Полярность напряжения на обкладках конденсатора указана в скобках. С приходом следующег о и всех последующих импульсов процессы повторяются. Для устойчивой работы Рассматриваемого АИТ необходимо, чтобы ранее открытый тиристор надежно запирался.

Анализ временных диаграмм показывает, что это становится возможным тогда, когда ток открытого тиристора 'у~ опережает по фазе напряжение на нем. Еслгг фазовый сдвиг будет больше времени "восстановления" тиристора, то АИТ будет работать устойчиво. ивх 1 о и,„ ивых 'ю~ о и, ис Рис 5 25 Схема (а) и временные диаграммы напряжения и токов (б) автономного инвертора тока Поэтому нагрузка должна иметь емкостной характер Для создания такого "опережения" при активно-индуктивной нагрузке индуктивное сопротивление нагрузки Е„, приведенное к первичной обмотке трансформатора, должно быть меньше емкостного сопротивления конденсатора С Существенным недостатком АИТ является недопустимость режима работы инвертора на холостом ходу, так как возникающие при этом перенапряжения„вызванные появлением ЭДС самоиндукции при переключениях тиристоров, могут вывести из строя тиристоры и конденсатор В автономном инверторе напряжения ~АИО) гсточник питания работает в режиме источника напряжения Для этого параллельно источнику питания включают конденсатор большой емкости Со (рис 5 26,п), который практически исключает пульсации напряжения при коммутации тиристоров В этом инверторе нагрузочное устройство должно быть активным или активно-индуктивным В маломощных АИН кроме тиристоров применяют транзисторы Работа АИН рассматривается на примере однофазного мостового преобразователя (см рис 5 26,а) Напряжение на активно-индуктивной нагрузке У„появляется при поочередном попарном включении тиристоров КУ~, ~'54 и КУ2, К5з, которые управляются входными им пульсами, поступающими от СУ С приходом управляющего (входного) импульса и ~, открывается первая пара тиристоров К5~, ~'54 и закрываются ранее открытые ти ристоры Г5'2, Юз, а на нагрузке У„появляется напряжение полоЖИ 240 и,, чная ин а) Рис 5 26 Схема (и) и временные ди- аграммы (6) однофазного мостово| о автономного инвертора напряжения и>н и~~ б) 24! тельной полярности, равное ЭДС Е источника питания, что изображено на рис 5 26,б Появление следующего управляющего (входного) импульса н приводит к отпиранию тиристоров ~':э2, Юоэ и запиранию тиристоров )'Л), 1;э4 Возникающее при эзом напряжение, равное Е на нагрузке Х„, имеет отрицательную полярность (см рис 5 26,б) Таким образом, в АИН напряжение на нагр)зочном устройстве имеет прямоугольную форму При поочередных переключениях пар тиристоров ток ~„через активно-индуктивное нагрузочное устройство ун, согласно первому закону коммутации, не может измениться скачком Поэтому он продолжа ает сохранять свое направление в течение некоторого времени Л~, плавно уменьшаясь до нуля (см рис 5 26,б) Только после этого ток ~ измен н няет свое направление на обратное В такие интервалы времени Л~ ток ~н не может пройти через тиристоры, так как одна пара тиристоров вообще закрыта, а другая пара — открыта, но ток г„для открытых !х тиристоров имеет обратное направление Включенные параллель льно тиристорам в обратном направлении диоды П)~ — И)4, на'ыва ваемые обратными, предназначены для появления тока ~„в указанные ~е интервалы времени Л~ В противном случае возникающие в эти моменты времени большие ЭДС самоиндукции могут вывести тирис торы из строя.

Если прямоугольная форма выходного напряжена ягг АИН не удовлетворяет потребителя, то последовательно с нагруз„ч ным устройством включают фильтр, не пропускающий высшие га моники напряжения. Рассмотренные схемы автономных инверторов не являются еди„. ственными. В зависимости от условий эксплуатации применяют разли„. ные модификации инверторов, с которыми можно познакомиться в сггецг, альной литературе. Вопрос 55.

Что произойдет в работе инвертора, ведомого сетью, есггя угол опережения Р =02 Всгриангггг г огггвегпа: 5.5. Е Инвертор станет работать в режиме выпрямителя. 5.5.2. В работе инвертора ничего не изменится. 5.5.3. Такой режим приведет к аварии.

Вопрос 5.6. Для чего в АИТ при увеличении индуктивности нагрузочного устройства необходимо увеличивать емкость конденсатора С,", Всгрггсгнтг г огггвета: 5.6. г . Чтобы надежно запирался ранее открытый тиристор. 5.6.2. Чтобы не было перенапряжения на закрытом тиристоре. 5,6З. Чтобы увеличить КПД инвертора. 5.9. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ Преггбрпэовагггелем часпгопгы наэываегггея успгройлггво. осугиеспгвггяюи~ее нреоораэование элекпгрической гнергии переиенного тока одной часгноты в электрическую эггергию ггерел~еггггого тока другой часпгопгы. Преобразователи частоты бывают двух типов: с промежуточным звеном постоянного тока; с непосредственной связью питающей сети и цепей нагрузки. Преобразователи частоты выполняются с фиксированным и регулиру.

Характеристики

Список файлов книги