11.4. Трёхфазный мостовой автономный инвертор напряжения
Для питания трёхфазного асинхронного двигателя от сети постоянного тока применяется схема трёхфазного мостового автономного инвертора напряжения. По аналогии с трёхфазным мостовым выпрямителем, трёхфазный мостовой инвертор должен содержать шесть тиристоров инверторного моста. Как и рассмотренный выше однофазный автономный инвертор напряжения (АИН), трёхфазный АИН должен иметь обратный трёхфазный выпрямитель для возврата реактивной энергии из нагрузки в источник питания. Схема трёхфазного автономного мостового инвертора напряжения представлена на рис. 11.8.
Схема содержит трёхфазный инверторный мост на полностью управляемых тиристорах VS1…VS6 (могут применяться GTO или IGCT) и обратный трёхфазный выпрямитель на диодах VD1…VD6. В анодную группу входят тиристоры VS1, VS3, VS5, в катодную - VS2, VS4 и VS6. Трёхфазный мостовой автономный инвертор напряжения формирует в нагрузке прямоугольные импульсы напряжения, частота которых задаётся схемой управления тиристорами. Обычно применяется однократное за период переключение одного тиристора, когда за период выходной частоты инвертора происходит шесть коммутаций шести тиристоров. При таком режиме угол проводящего состояния тиристоров принимают 180, 150 или 120 0Эл.
Рассмотрим работу инвертора с углом проводящего состояния тиристоров 180 0Эл. Временная диаграмма работы трёхфазного инвертора напряжения с углом проводящего состояния тиристоров 180 0Эл представлена на рис. 11.9.
Р
ис.
11.8. Схема трёхфазного мостового
автономного инвертора напряжения
Одновременно проводят ток три тиристора:
два в анодной группе, один в катодной и
наоборот. Напряжение между анодной и
катодной точками и средней точкой
нагрузки равно
или
в зависимости от того, две фазы или одна
фаза нагрузки в данный момент подключены
к плюсовой (или минусовой) шине источника
питания инвертора.
Эффективное значение фазного напряжения составляет
; (11.7)
линейного напряжения
. (11.8)
Напряжение первой гармоники, на которой в нагрузку передаётся активная мощность, может быть определено по формулам:
; 
. (11.9)
Коэффициент искажения формы выходного
напряжения
.
В АИН форма тока зависит от характера нагрузки. При активно-индуктивной нагрузке ток отстаёт от напряжения, и при переходе напряжения через нуль продолжает протекать по обратному диоду, замыкаясь через конденсатор С. Поэтому входной ток инвертора iи имеет пилообразную форму со средним значением Iи. Величина тока зависит от сопротивления нагрузки.
При работе инвертора с углом проводящего состояния тиристоров 150 0Эл ток одновременно проводят три или два тиристора. Эффективное значение фазного и линейного напряжения уменьшаются относительно режима 180 0Эл и составляют
; 
. (11.10)
При работе инвертора с углом проводящего состояния тиристоров 120 0Эл ток одновременно проводят только два тиристора. Эффективное значение фазного и линейного напряжения ещё более уменьшаются и составляют
; 
. (11.11)
Рис. 11.9. Временная
диаграмма работы трёхфазного мостового
автономного инвертора напряжения