- •1.Вторичный источник питания(только часть)
- •3. Силовой трансформатор. Эл. Магн. Схема, эдс
- •4. Векторная диаграмма холостого хода трансформатора и в рабочем режиме
- •5. Формула габаритной мощности, кпд, внешняя характеристика трансформатора
- •6.(Часть) Разновидности трансформаторов
- •13. Выпрямители с умножением напряжения
- •7. Реакторы
- •14. Пассивные сглаживающие фильтры
- •Многозвенные сглаживающие фильтры
- •Резонансные сглаживающие фильтры
- •15. Активный сглаживающий фильтр.
- •16. Принцип стабилизации. Виды стабилизаторов.
- •17. Параметрический стабилизатор
- •22.Инверторы
- •23 Однофазный полумостовой инвертор
- •24 Трехфазные инверторы
- •25? Управление выходным напряжением инвертора
24 Трехфазные инверторы
Трехфазные инверторы могут быть использованы в двух режимах:
1) 120-градусный режим работы;
2) 180-градусные режимы работы.
120-градусный режим работы
Тиристоры здесь нумеруются по аналогии с трехфазными двухполупериодными выпрямителями. Разность номеров тиристоров в каждой фазе равна трем. К трехфазному мостовому инвертору подключена активная нагрузка, состоящая из трех резисторов, как показано на рис.8. При 120-градусном режиме работы каждый тиристор находится в проводящем состоянии от 0 до 120° за период. В любое время два тиристора в этой схеме находятся в проводящем состоянии, и два из трех нагрузочных резисторов являются потребителями мощности. Когда тиристор из нечетной группы находится в проводящем состоянии, соответствующее ему фазовое напряжение - положительное. Если же в проводящем состоянии находится тиристор из четной группы, соответствующее ему фазовое напряжение отрицательное. Фазовые напряжения здесь представляют собой 120-градусные псевдопрямоугольные последовательности импульсов. Выходные линейные напряжения имеют формы шестиступенчатых последовательностей импульсов, сдвинутых на 120° по отношению друг к другу. Формы фазовых и линейных напряжений приведены на рис.8б.
Запуск тиристоров в этой схеме осуществляется в последовательности 61-12-23-34-45-56. Выходная частота определяется частотой запуска тиристоров.
Рис.8а - 120-градусный режим работы инвертора Схема трехфазного мостового инвертора
Рис.8б - 120-градусный режим работы инвертора Формы фазовых и
линейных напряжений
180-градусный режим работы
При 180-градусном режиме каждый тиристор находится в состоянии проводимости половину периода. В этом режиме работы инвертора возможны два способа коммутации тиристоров - два тиристора из нечетной группы и один тиристор из четной группы или два из четной группы и один из нечетной группы находятся в проводящем состоянии.
Фазовое напряжение инвертора будет положительным, если тиристоры из нечетной группы находятся в проводящем состоянии, и отрицательным, если тиристоры четной группы находятся в проводящем состоянии. В любое время два нагрузочных резистора подключены к источнику питания параллельно, а третий подключен последовательно к ним. На двух параллельно соединенных резисторах выходное напряжение будет V/3, а на третьем - 2 К/3.
Рис. 9 - 180-градусныи режим работы инвертора
а) Схема трехфазного мостового инвертора,
б) Формы фазовых и линейных напряжений
Линейные напряжения здесь представляют собой 120-градусные псевдопрямоугольные последовательности импульсов. Выходные фазовые напряжения инвертора имеют формы шестиступенчатых последовательностей импульсов, сдвинутых на 120° по отношению друг к другу. Формы фазовых и линейных напряжений приведены на рис.9б. Тиристоры в этой схеме запускаются в последовательности 561-612-123-234-345-456. Выходная частота определяется частотой запуска тиристоров.
Силовые биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT)
Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT - Insulated Gate Bipolar Transistors) - полностью управляемый полупроводниковый прибор, в основе которого трёхслойная структура. Его включение и выключение осуществляются подачей и снятием положительного напряжения между затвором и истоком. На рис.1 приведено условное обозначение IGBT.
Рис. 1. Условное обозначение IGBT Рис. 2. Схема соединения транзисторов в единой структуре IGBT
IGBT являются продуктом развития технологии силовых транзисторов со структурой металл-оксид-полупроводник, управляемых электрическим полем (MOSFET-Metal-Oxid-Semiconductor-Field-Effect-Transistor) и сочетают в себе два транзистора в одной полупроводниковой структуре: биполярный (образующий силовой канал) и полевой (образующий канал управления). Эквивалентная схема включения двух транзисторов приведена на рис. 2. Прибор введён в силовую цепь выводами биполярного транзистора E (эмиттер) и C (коллектор), а в цепь управления - выводом G (затвор).
Таким образом, IGBT имеет три внешних вывода: эмиттер, коллектор, затвор. Соединения эмиттера и стока (D), базы и истока (S) являются внутренними. Сочетание двух приборов в одной структуре позволило объединить достоинства полевых и биполярных транзисторов: высокое входное сопротивление с высокой токовой нагрузкой и малым сопротивлением во включённом состоянии.
Рис. 3. Диаграмма напряжения и тока управления
Схематичный разрез структуры IGBT показан на рис. 4,а. Биполярный транзистор образован слоями p+ (эмиттер), n (база), p (коллектор); полевой - слоями n (исток), n+ (сток) и металлической пластиной (затвор). Слои p+ и p имеют внешние выводы, включаемые в силовую цепь. Затвор имеет вывод, включаемый в цепь управления. На рис. 4,б изображена структура IGBT IV поколения, выполненого по технологии "утопленного" канала (trench-gate technology), позволяющей исключить сопротивление между p-базами и уменьшить размеры прибора в несколько раз.
Рис. 4. Схематичный разрез структуры IGBT: а-обычного (планарного); б-выполненого по "trench-gate technology"