Условия устойчивой работы инвертора

В инверторном режиме изменяется вид напряжения на вентиле. В течение угла (cм. рис. 5.3) должны восстановиться управляющие свойства тиристора.

–угол, предоставляемый на выключение или восстановление управ-ляющих свойств тиристора, может быть определен по формуле

, (5.3)

где  – угол коммутации.

Обозначим – минимальный угол, предоставляемый на выключение, при котором инвертор может еще устойчиво работать.Ограничительная характеристика (ОХ) – это геометрическое место точек, при котором уголпостоянен. Эта характеристика ограничивает область устойчивой работы ведомого инвертора (рис. 5.2,б). Ведомый инвертор может работать только в области выше ограничительной характеристики.

Обычно минимальный угол, предоставляемый на выключение, составляет 15–25°. Угол выбираетсяc учетом как времени выключения тиристора, так и других факторов. При выборе учитывают:

1) время выключения тиристора;

2) возникающие перегрузки по току;

3) несимметрию напряжения сети;

4) несинусоидальность напряжения cети;

5) несимметрию управляющих импульсов.

Если , то проиcходит прорыв анодного тока в вентилях и опрокидывание инвертора. Прорыв – это включение вентиля без подачи управляющего импульса. При преждевременном включении возникает аварийный режим – короткое замыкание в цепи постоянного тока, так как ЭДС генератора и ЭДС транcформатора направлены согласно. Этот аварийный режим называется опрокидыванием инвертора. Единственная возможность прекращения анодного тока – выключение автоматического выключателя в цепи постоянного тока. Выключение выключателя на стороне переменного тока не прерывает ток короткого замыкания.

Для предотвращения опрокидывания инвертора максимальный угол управления выбираетcя так, чтобы даже при перегрузке не был возможен выход за пределы ограничительной характеристики.

5.2. Лабораторная работа Исследование трехфазного вентильного преобразователя с нулевым выводом в режиме инвертирования

Цель работы: исследование трехфазного вентильного преобразователя с нулевым выводом в режиме инвертора, ведомого сетью; исследование регулировочной и энергетических характеристик; определение гармонического состава тока, генерируемого инвертором в сеть.

Указания к выполнению работы

В управляемом выпрямителе можно организовать режим работы, при котором происходит обращение направления энергии, т. е. передача ее из цепи постоянного тока в цепь переменного тока (в промышленную или потре-бительскую сеть). В электроэнергетике это имеет место при передаче электро-энергии постоянным током. Подобная ситуация возникает и при работе элек-тропривода постоянного тока на какое-либо транспортное средство или грузо-подъемный механизм. Такое преобразование энергии – зависимое инверти-рование – осуществляют инверторы, ведомые сетью. Ведомые инверторы имеют одинаковые схемы с управляемыми выпрямителями (рис. 5.5), но не могут быть выполнены на неуправляемых вентилях.

При достаточно большой индуктивности ток в цепи нагрузки получается идеально сглаженным, и уравнение регулировочной характеристики преобразователя принимает вид выражения (5.2). Принапряжение

Рис. 5.5. Трехфазный вентильный преобразователь с нулевым выводом

в режиме ведомого инвертора.

При напряжениеПрив соответствии с выражением (5.2) это напряжение должно сменить знак. Отрицательное напряжение не в состоянии создать ток в нагрузке, так как вентили им запираются. Положение меняется, если нагрузка имеет собственный источник ЭДС, которая направлена противоположно выходному напряжению управляемого выпрямителя. Тогда под действием ЭДСпротекает ток, преодолевая напряжение, тиристоры,,остаются открытыми, так как ток через них протекает в проводящем направлении, а энергия передается от нагрузки в сеть переменного напряжения.

Условия, при которых такой режим может быть реализован, следующие:

• в нагрузке должна быть включена большая индуктивность ;

• должен отсутствовать нулевой (демпферный диод);

• ЭДС нагрузки должна быть направлена противоположно направлению выходного напряжения управляемого выпрямителя.

Запирание ранее проводящего тиристора при отпирании очередного тиристора в ведомом инверторе осуществляется под действием обратного напряжения, создаваемого напряжением сети, чем и обусловливается название инвертора – «ведомый сетью». При этом инвертор отрицательно влияет на питающую сеть переменного тока. Во-первых, он потребляет из сети несинусоидальный ток. Во-вторых, он сдвигает фазу потребляемого тока относительно питающего напряжения.