Инверторы

Источники вторичного электропитания, которые преобразуют постоянное напряжение в переменное напряжение, называют инверторами.

Классификация инверторов:

• По типу коммутирующих приборов:

– тиристорные;

– транзисторные.

• По принципу коммутации:

– ведомые сетью;

– автономные.

• По роду преобразуемой величины:

– инверторы тока;

– инверторы напряжения.

• По количеству фаз:

– однофазные;

– трехфазные.

Тиристорные инверторы – инверторы большой мощности, так как тиристоры выпускают на напряжения, равные нескольким киловольтам, и на токи до сотен ампер, чего нельзя сказать о транзисторах. Поэтому транзисторные инверторы выполняют на малую и среднюю мощности (несколько киловатт).

Инверторы, ведомые сетью

Р

Запирание и отпирание тиристоров происходит под воздействием напряжения вто-ричной обмотки трансформатора, которое создается сетью переменного тока. Поэтому такой инвертор называют инвертором, ведомым сетью. Для передачи электроэнергии, вырабатываемой источником Е, в сеть переменного тока необходимо, чтобы ток i₁, потребляемый от сети, и напряжение U₁ находились в противофазе.

ассмотрим схему тиристорного инвертора, которая представляет собой однофазный двухполупериодный инвертор с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора. Между средней точкой 0 и узлом С включен источник постоянной ЭДС Е (рисунок 92).

U₁

i₁

a

b

C

–

0 –

–

+

+

+

L_ф

U_2a

U_2b

i

i

E

VS₁

VS₂

СУ

Рисунок 92 – Схема тиристорного инвертора

необходимо, чтобы ток i₁, потребляемый от сети, и напряжение U₁ находились в противофазе. Подобный сдвиг возможен в том случае, когда тиристоры будут открываться поочередно при отрицательной полярности напряжений U_2а и U_2b (рисунок 93). При этом происходит поочередное подключение вторичных обмоток трансформатора к источнику Е. Но если один тиристор будет отпираться точно при α = 180°, то другой тиристор не успеет закрыться. Тогда запирающийся тиристор создаст короткое замыкание по цепи «вторичная обмотка трансформатора – источник Е». Это явление называют срывом инвертирования или опрокидыванием инвертора. Чтобы исключить этот процесс, необходимо сделать угол α меньше угла β на 180°. Угол  называется углом опережения отпирания (рисунок 94).

U_2а

U_2b

U_2a

U_2b

U₂

U₁

i₁

U₁

i₁

t

t

α = 180°

α = 0°

U₂

Рисунок 93 – Временные диаграммы

напряжений и тока инвертора,

ведомого сетью

α

U₁

U₁

i₁

Рисунок 94 – Временные диаграммы напряжений и тока инвертора, ведомого сетью

при α = 180°

β

Укажем основные положения, отличающие режим инвертирования от

режима выпрямления:

• При режиме выпрямления источником энергии является сеть переменного тока, поэтому при α = 0 кривая тока i₁, потребляемого от сети, совпадает по фазе с напряжением питания U₁.

В режиме инвертирования источником энергии является источник постоянной ЭДС, а сеть переменного тока является ее потребителем, поэтому i₁ и U₁ находятся в противофазе.

• При режиме выпрямления тиристоры были открыты при положительной полярности напряжений вторичных обмоток трансформатора, а при инвертировании – при отрицательной, т. е. тиристоры открыты при отрицательной полуволне. Такому режиму отпирания тиристоров соответствует α = 180° и изменение полярности подключения источника ЭДС.