11.5. Инверторы с коммутацией в нуле напряжения

Одним из способов обеспечения коммутации ключей инвертора в нуле напряжения является создание на стороне постоянного тока пульсирующего с повышенной частотой напряжения. Рассмотрим этот способ более подробно на примере схемы, приведенной на рис. 11.11, а.

На выходе схемы в качестве нагрузки включен источник тока. Такой источник может представлять в качестве элемента схемы замещения индуктивность нагрузки или выходного фильтра фазы инвертора, значение которой существенно превышает входную индуктивность Lp.

Рис. 11.11. Инвертор с колебательным контуром на входе:

а — схема; б — эквивалентные схемы замещения на разных интервалах работы; в- тока и напряжения

Реактор Lp и конденсатор Ср являются элементами входного колебательного контура. Резистор сопротивлением R представляет собой суммарные активные потери в схеме. Если создан колебания в контуре на резонансной частоте и принять R =0, напряжение на конденсаторе будет изменяться с частотой от 0 до Е, а среднее значение тока I в реакторе Lp будет равно току нагрузки.

На рис. 11.12, а приведена трехфазная мостовая схема инвертора с входным резонансным звеном на основе транзистора VT0 и Lр Ср-контура.

Выходное напряжение инвертора определяется числом пульсаций в каждой фазе на интервале проводящего состояния ключей VT1—VT6. Частота коммутации ключа VT0 в этом случае значительно превышает частоту выходного напряжения инвертора (рис. 11.12, б).

.

б

Рис. 11.12. Инвертор с КНН: а — схема; б — диаграммы напряжения

Из приведенных диаграмм видно, что схеме присущи следующие основные недостатки:

• повышенные максимальные значения напряжения на ключах инвертора по сравнению с входным напряжением постоянного тока;

• дополнительные гармоники выходного напряжения под воздействием пульсаций напряжения на контуре;

• ограниченный диапазон регулирования выходного напряжения, имеющего, кроме того, дискретный характер.

Входное напряжение инвертора периодически снижается до нуля. В эти моменты времени может осуществляться коммутация инверторных ключей с минимизацией потерь мощности при переключении. Очевидно, что переключения в этом случае должны быть связаны моментами прохождения входного напряжения через нулевые значения, что ограничивает возможности управления выходным напряжением.

Во избежание перечисленных недостатков применяются другие модификации схем резонансного звена, например, схемы с параллельным соединением реактора и конденсатора колебательного контура.

В главе рассмотренны не все резонансные преобразователи разработанные и применяемые в промышленности. Область их применения обширна.Их применяют в схемах различных электротехнологических установок, в обогатительном и другом горном оборудовании.

Вопросы для самоконтроля

1. Поясните принцип действия квазирезонансных преобразователей.

2. Приведите примеры схем квазирезонансных ключей с КНН и КНТ.

3. Какой основной способ регулирования выходного напряжения в квазирезонансных преобразователях?

4. Какие факторы влияют на выбор частоты резонансного контура?

5. Какие преимущества имеют резонансные инверторы?

6. Какие элементы входят в резонансный контур инвертора?

7. Из каких условий выбирается резонансная частота инвертора?

8. Какова частота переключения транзисторов VT1-VT6 в схеме инвертора с КНН (рис. 11.12.)?

9. С какой частотой замыкает цепь транзистор VT0 в схеме инвертора с КНН на рис. 11.12?

10. Для чего параллельно транзисторам инвертора с КНН стоят диоды (рис 11.12.)?