3.3. Последовательно-параллельные инверторы тока

Принципиальная схема последовательно-параллельного инвертора то­ка в варианте трехфазного мостового преобразователя представлена на рисунке 40,а. На основании установленных выше характеристик параллельного и последовательного инвертора, для данной схемы, очевидно, сле­дует ожидать характеристики промежуточного вида [2]. Построенная на рисунке 40,б векторная диаграмма, в частности, показывает, что значе­ние угла β≥β_min в данной схеме может быть обеспечено даже при неполной компенсации реактивного тока нагрузки током параллельных кон­денсаторов.

На основании векторной диаграммы и выводов, аналогичных

прове­денным при анализе параллельного и последовательного инверторов, мож­но получить следующие соотношения при расчете на одну фазу:

(97),

где

(98)

(99)

(100)

Выражения (96)-(100) оп­ределяют характеристики последовательно-параллельной схемы, построенные на рисунке 40. Приведенная зави­симость β=ξ(Y*_нг) (рисунок 40,а), в частности, показывает, что для последовательно-параллельного инвертора при некоторой средней относительной нагруз­ке имеет место минимальное значение угла выключения тиристоров. При всех осталь­ных значениях проводимости Y*_нг угол β возрастает, инвертор обладает как бы "абсолютной" устойчивостью коммутации от режима холостого хода до 2-х - 3-х крат­ных перегрузок и теоретически до режима короткого замыкания. Малая зависимость выходного напря­жения от проводимости нагрузки в широком диапазоне изменения послед­ней (рисунок 40,б) определяют основное достоинство последовательно-параллельного инвертора.

Рисунок 40. Схема (а) и векторная диаграмма (б) последовательно- параллельного инвертора

Рисунок 41. Зависимости угла опережения зажигания (а) и напряжения нагрузки (б) от проводимости нагрузки для инвертора тока последовательно- параллельного типа

Вопросы для самоконтроля:

1. Укажите достоинства последовательно-параллельного инвертора тока по сравнению с инверторами тока параллельного и последовательного типа.

3.4. Резонансные инверторы

Резонансные автономные инверторы находят применение в стабилизированных по выходной частоте пре­образовательных установках в связи с тем, что в таких инверторах улучшается форма кривой выходного напряжения (становится более при­ближенной к синусоидальной) по сравнению с режимом инвертирования по­стоянного тока i_d. Резонансные инверторы выполняются на основе всех трех основных типов схем - параллельных, последовательных и по­следовательно-параллельных инверторов.

Рассмотрим работу резонансного инвертора на примере однофазного последовательного преобразователя, представленного на рисунке 36. Вели­чина выбранных параметров последовательного L-C-R_нг контура оп­ределяет частоту его собственных колебаний, которая находится по из­вестному из теоретической электротехники выражению

(101)

где L - эквивалентная индуктивность схемы.

В зависимости от соот­ношения частоты собственных колебаний ω₀ и частоты переключения вен­тилей, задаваемой системой управления ω, различают три возможных режима работы инвертора:

-частота собственных колебаний ниже частоты переключения вен­тилей, ω₀< ω - режим принудительной коммутации;

-частота собственных колебаний равна частоте переключения вен­тилей, ω₀=ω - граничный режим;

-частота собственных колебаний выше частоты переключения,

ω₀>ω - режим естественной коммутации.

В настоящее время наиболее широкое применение на практике находят граничный режим и режим естественной коммутации тиристоров,

обеспе­чивающие синусоидальную форму кривой тока нагрузки и достаточно боль­шой угол выключения β=δ..

Последнее дает возможность использо­вать инвертор последовательного типа на высоких рабочих частотах. Временные диаграммы токов и напряжений для граничного режима пред­ставлены на рисунке 42.

Рисунок 42. Временные диаграммы инвертора, работающего в резонансном режиме

Вопросы для самоконтроля:

1. Какие условия необходимо выполнить для перевода инвертора в резонансный режим?

2. Сформулируйте достоинства резонансного режима работы инвертора по сравнению с режимом инвертирования тока.