7.6.2.Трифазні керовані випрямлячі

Трифазні керовані випрямлячі – випрямлячі середньої та великої потужностей.

Принцип дії керованого випрямляча з нульовим виводом

(рис.7.35) проілюстровано на рис. 7.36. Випрямляч працює на активно-індуктивне навантаження.

А В С

Рис.7.35. Трифазний керований випрямляч із нульовим проводом

Тривалість роботи тиристорів визначається кутом а, значення якого задається імпульсно-фазовим блоком керування ІФБК. Зміна кута а в бік зменшення або збільшення призводить до зміни середніх значень випрямлених напруги U_н.ср і струму І_н.ср.

Рис.7.36. Часові діаграми

роботи випрямляча

Аналіз часові діаграми, що ілюструє роботу випрямляча при L_н = 0, показує, що при куті керування випрямлений струм ін має безперервний характер і кожний тиристор випрямляча відкритий протягом часу, що відповідає куту 2π/3. При цьому середнє значення випрямленої напруги

для кута визначається за формулою:

U_н.ср = U_н0 . cos a, (7.32)

де U_н0 – середнє значення випрямленої напруги при a = 0.

При куті керування a > π/6 у випрямленому струмі і_н з’являються паузи. В цьому середнє значення випрямленої напруги визначається за формулою:

U_н.ср = U_н0 . cos(30⁰ + a). (7.33)

Матиматичні вирази (7.32), (7.33) дозволяють побудувати характеристику керування трифазного випрямляча при L_н = 0 (рис.7.37). Видно, що при куті керування а = 150⁰ середнє значення випрямленої напруги дорівнює нулю.

Рис.7.37. Характеристика

керування випрямляча

7.7. Інвертори

Інвертор (англ. invertor, нім. Inverter m, Negator m, Invertor m, Wechselrichter m, Umkehrröhre f) – перетворювач постійного струму в змінний однофазний або багатофазний струм, силовий генератор змінного струму. На відміну від джерел безперебійного живлення, інвертори забезпечують значно більший час автономної роботи при меншій або порівнянній вартості.

У перетворювальних пристроях режим інвертування дуже часто чергується з режимом випрямляння, тобто один і той же перетворювач може працювати і у випрямних і інверторних режимах.

Інвертор значно дешевший за міні-електростанцію, мініатюрний і легкий. Спільно з одним, або декількома акумуляторами він може працювати як автономне джерело безперебійного живлення для будинку, котельної, пожежних і охоронних систем.

7.7.1. Транзисторний інвертор з насичуванням трансформатора

На рис. 7.38. зображена ​​принципова схема транзис-торного інвертора напруги де R _1,R ₂ – створюють зміщення на базі транзисторів VT₁ і VT₂, що працюють в ключовому режимі, конденсатор C – забезпечує проходження змінної складової напруги зворотного зв’язку, обмотки W_OC1, W_OC2 – утворюють ланцюг позитивного зворотного зв’язку (ПОС) по напрузі для цього вони включені згідно по відношенню до обмоток силового контуру W_11, W_12.

Запуск схеми забезпечується за рахунок асиметрії плечей інвертора (транзистори VT₁, VT₂ мають різні ВАХ). Іноді доводиться робити примусовий запуск схеми в момент включення, якщо асиметрія недостатня для початкового пуску. При переважанні колекторного струму в полуобмоткі W₁₁ за рахунок різницевого струму формується ЕРС з полярністю, вказаною ломаною стрічкою на рис.7.38.

На виході інвертора напруги має місце позитивний сигнал прямокутної форми. Наростання колекторного струму I_К1 має лавиноподібний характер, що припиняється при заході в область насичення трансформатора.

Швидкість зміни потоку (Ф₀) знижується і відбувається зміна полярності ЕРС у всіх обмотках трансформатора T, відкривається транзистор VT₂ і процеси повторюються.

Із збільшенням струму навантаження відбувається змен-шення частоти перетворення за рахунок збільшення втрат на транзисторних ключах.

Якщо розглядати реальні процеси, то до кінця напівперіоду роботи інвертора напруги відбувається “спад” вершини імпульсу U₂ за рахунок впливу ланцюга н амагнічування на величину колекторного струму, що призводить до значних втрат на силових ключах.

Рис. 7.38. ​​Принципова схема інвертора напруги