8.1.2. Трехфазный мостовой инвертор, ведомый сетью

Трехфазные инверторы отличаются от однофазных лучшим использованием тиристоров по току и напряжению, а также более высоким коэффициентом мощности. При меньшей амплитуде и более высокой частоте пульсаций напряжения U_d для сглаживания тока требуется реактор с существенно меньшей индуктивностью.

Электромагнитные процессы в трехфазном мостовом ведомом инверторе (рис.8.6, а) качественно подобны процессам в рассмотренном однофазном инверторе. Режим инвертирования характеризуется значением угла при той же последовательности отпирания тиристоров (рис.8.6,б), что и в управляемом выпрямителе (рис.8.6). Связь между углами и та же, что и ранее . Указанным значениям угласоответствует отпирание тиристоров и протекание через них тока при преимущественно отрицательной полярности фазных напряжений. Поэтому и здесь напряжение U_d (рис.8.6, в), составляемое из участков линейных напряжений отрицательной полярности и определяющая противо ЭДС инвертора U_d, имеет полярность, обратную режиму выпрямления (рис.8.6,а). Принцип построения кривой напряжения U_d тот же, что и для выпрямления.

Кривые токов тиристоров на рис.8.6,г показаны с учетом коммутационных процессов в предположении идеального сглаживания тока ( рис.8.6,в), т.е. приL_d. Процесс коммутации протекает так же, как и в управляемом выпрямителе. При отпирании очередного тиристора (например, тиристора 3) линейное напряжение (рис.8.6), на которое подключены тиристоры, иметь полярность: необходимую для запирания тиристора, заканчивающего работу; отпирания тиристора, вступающего в работу. Процесс коммутации продолжается в течение интервала и характеризуется наличием в короткозамкнутом контуре тока (рис.8.6,а,б). На интервале коммутации кривая напряжения U_d определяется полусуммой напряжений этих фаз.

Рис.8.6. Электромагнитные процессы в трехфазном инверторе

По окончании коммутации к заканчивающему работу тиристору в течение интервала δ прикладывается обратное напряжение, необходимое для его запирания. С учетом процесса коммутации длительность проводящего состояния тиристора , как и выпрямителя, увеличивается на угол , т.е. . Среднее значение тока, равное в однофазной схеме с нулевым выводом Id/2, здесь составляет Id/3. Вид кривой напряжения на тиристоре показан на рис.8.6,д. Она построена из кривых напряжений (рис.8.6,б), определяющих потенциалы анода и катода тиристоров. Максимальное напряжение на тиристоре, как и в выпрямителе, равно амплитуде линейного напряжения и составляет . Процессы коммутации, как следует из анализа предыдущей схемы, оказывают существенное влияние на характеристики и показатели ведомого инвертора. Получающиеся для мостового инвертора соотношения подобны соответствующим соотношениям для однофазного выпрямителя. Указанное обстоятельство используется при анализе рассматриваемой схемы ведомого инвертора. Ток коммутации , равный сумме свободной и принужденной составляющих, при отсчете его от момента коммутации описывается соотношением ( 8.5) . (8.23) С учетом сомножителя формулы (8.6)-(8.8) для трехфазного мостового инвертора принимают форму ; (8.24)

; (8.25)

. (8.26)

Среднее значение противо-ЭДС инвертора с учетом явления коммутации определяется выражением (8.14) при , а его максимально допустимое значение – соотношением (8.15).

Уравнение входных характеристик инвертора

(8.27) и уравнения ограничительной характеристики

(8.28)

здесь те же, что и для однофазного инвертора. Вид характеристик, показанных на рис.8.5,б остается справедливым и для трехфазного мостового ведомого инвертора .

Коэффициент мощности определяется по кривым напряжения и токана рис.8.6,е. С учетом коэффициента трансформации приведенные кривые определяют напряжениеU1 и ток первичной обмотки трансформатора.

Ток создается токами тиристоров 1 и 4 и является переменным. Согласно рис.8.6,е, его первая гармоника имеет такой же фазовый сдвиг

(8.29)

что и в однофазном инверторе

.

При неучете процесса коммутации в предположении прямоугольной формы кривой тока на рис.8.6,е ее гармонический состав определяется рядом

. (8.30)

Коэффициент искажения, как и для трехфазного управляемого выпрямителя, cоставляет

. (8.31)