2. . Способы коммутации (запирания) тиристоров автономных

инверторов.

Автономные инверторы (АИ) - это устройства, преобразующие постоянный ток в переменный с постоянной или регулируемой частотой и работающие на автономную нагрузку. В отличие от инверторов, ведомых сетью, у автономного инвертора на стороне переменного тока нет другого источника энергии.

Отсутствие в питаемой сети автономного инвертора источников электрической энергии не позволяет, в отличие от зависимого инвертора, осуществлять естественную коммутацию вентилей за счет ЭДС сети переменного тока. В автономном инверторе необходимо применять полностью управляемые вентили, выполняющие функции ключей, которые поочередно подключают фазы нагрузки в цепи переменного тока к положительному и отрицательному полюсам источника постоянного тока. При использовании обычных (однооперационных) тиристоров возникает необходимость в принудительной коммутации (запирании) тиристоров. Сущность принудительной коммутации заключается в том, что за счет пропускания через проводящий тиристор обратного тока прямой ток его уменьшается до нуля, а точнее - до значения тока удержания, а затем к тиристору прикладывается отрицательное анодное напряжение на время, достаточное для восстановления его запорных свойств.

Способы коммутации однооперационных тиристоров можно разделить на следующие группы.

1. Коммутация с помощью конденсатора или LC-контура, подключаемого другим тиристором (рис.4.2, а). При протекании тока через тиристор VI конденсатор С заряжается с указанной полярностью. При включении тиристора V2 конденсатор С разряжается через тиристоры VI и V2, выклю­чая первый. После этого конденсатор перезаряжается, и подготавливаются условия к выключению тиристора V2.

2. Коммутация с помощью последовательного колебательного LC-контура, включенного последовательно с тиристором (рис. 4.2,6). При открытии тиристора V конденсатор С заряжается, а в цепи идет колебательный про­цесс. При спадании тока LC-контура (анодного тока тиристора) до нуля про­исходит естественное выключение тиристора. Резистор R служит для раз­ряда конденсатора к моменту очередного включения тиристора. В связи с тем, что нагрузка входит в состав колебательного контура, ее величина очень влияет на условия коммутации.

3. Коммутация с помощью последовательного колебательного LC-контура, включенного параллельно тиристору (рис. 4.2, в). Когда тиристор V заперт, конденсатор С заряжается с полярностью, указанной на рисунке (без скобок). При включении тиристора V происходит перезаряд конденса­тора. Через полпериода собственной частоты LC-контура полярность конден­сатора изменяется на обратную, и в следующий полупериод собственных колебаний нарастающий ток перезаряда конденсатора, протекая навстречу току нагрузки, выключит тиристор (в момент равенства нулю суммарного тока через него). Изменяя начальное значение магнитной индукции сердечника дросселя, можно регулировать длительность открытого состояния тиристора.

4. Коммутация с помощью конденсатора или LC-контура, подключаемого к основному тиристору с помощью вспомогательного (рис. 4.2, г). Конденсатор С заряжается, когда тиристор V2 открыт. При включении тиристора VI происходит перезаряд конденсатора через цепочку, состоящую из диода V3 и дросселя L. Тиристор VI выключается при включении тиристора V2. Данная схема коммутации представляет собой тиристорный аналог полностью управляемого вентиля. Вспомогательный тиристор позволяет в широких пределах регулировать длительность открытого состояния основного тиристора.

5. Коммутация с помощью внешнего источника энергии, подключаемого параллельно или последовательно с тиристором. Тиристор можно запереть, если подключить к нему (рис. 4.2, д) с помощью транзистора или двухопера­ционного тиристора источник постоянного напряжения. Тиристор можно выключить также с помощью трансформатора, одна из обмоток которого включена последовательно с ним (рис. 4.2, е), а на другую - от генератора импульсов (ГИ) подаются импульсы соответствующей полярности.

6. Естественная коммутация с помощью сети переменного тока. В реальных схемах автономных инверторов часто сочетается несколько принципов коммутации.