28. Инверторы, автономный параллельный инвертор тока.

Параллельный инвертор тока предназначен для преобразования энергии сети постоянного тока в переменный. Схема параллельного инвертора тока с нулевым выводом представлена на рис. 3.33. Сглаживающий дроссель L_d, вводимый в цепь источника напряжения Е_d, уменьшает пульсации входного тока i_d. В идеальном инверторе тока L_d=, и изменение тока i_d за период работы инвертора Т пренебрежительно мало. Поэтому говорят, что питание инвертора тока осуществляется от источника тока, в то время как идеальный инвертор напряжения питается от источника напряжения. Другим отличием инвертора тока является то, что он собран на одно-операционных тиристорах V1 и V2, т. е. на таких вентилях, которые могут отпираться с помощью управляемых импульсов, но запираются только при создании обратного напряжения на аноде. К таким вентилям относятся одно-операционные тиристоры. В рассматриваемой схеме запирание тиристоров V1 и V2 осуществляется с помощью коммутирующего конденсатора С₁.

На управляющие электроды тиристоров V1 и V2 от блока управления подаются импульсы необходимой частоты, амплитуды и длительности, сдвинутые по фазе относительно друг друга на полпериода. Временные диаграммы для инвертора тока приведены на рис. 3.34. В первоначальный момент времени при подаче U от источника Е_d обеспечивается приложение прямого U к тиристорам V1 и V2. Положительный потенциал прикладывается по цепи L_d…W₁…V1 и по цепи L_d…W₂…V2, отрицательный потенциал – к катодам вентилей V1 и V2.Для открывания одного из тиристоров необходимо выполнить второе условие открывания тиристора – подать управляющий импульс с блока управления (БУ).Предположим, что управляющий импульс подан на вентиль V1, который открывается, и ч/з него течет ток по цепи +Е_d…L_d…W₁…V1…-E_d. Ток протекающий ч/з полуобмотку W₁ направлен справа налево. В индуктивности W₁ происходит накопление энергии, полярность возникшей ЭДС определяется направлением I и соответствует полярности подключения источника E_d ч/з тиристор V1. Поскольку обмотки W₁ и W₂ намотаны в одном и том же направлении на один общий сердечник, причем число витков W₁=W₂, то при прохождении I ч/з W₁ возникает ЭДС E_d и во второй полуобмотке W₂ той же полярности. В целом на первичной обмотке трансформаторов W₁+W₂ возникает ЭДС, равная 2E_d. К этой обмотке подключен коммутирующий конденсатор С₁, который будет заряжаться до величины 2E_d с той же полярностью. Появление потенциала 2E_d на конденсаторе означает, что к открытому тиристору V1 будет приложено обратное U, равное E_d. «-» обкладки конденсатора подключен непосредственно к аноду тиристора V1, а «+» обкладки конденсатора – к его катоду по цепи W₁…L_d…E_d .

Источник E_d включен встречно источнику ЭДС, снимаемой с конденсатора С₁ и равной 2E_d, поэтому к тиристору прикладывается не 2E_d, а E_d. Появление запирающего потенциала на конденсаторе недостаточное условие для закрывания тиристора V1, он закроется, когда закончится управляющий импульс I_уV1. По окончании импульса I_уV1 с БУ поступает импульс I_уV2 на вентиль V2. Он открывается, и через него течет ток по цепи +E_d…L_d…W₂…V2…-E_d. В этом случае ток через полуобмотку трансформатора течет слева направо. В полуобмотке W₂ возникает ЭДС обратной полярности величиной E_d. Аналогично первому случаю в другой полуобмотке W₁ возникает ЭДС той же величины и полярности. Суммарная ЭДС двух полуобмоток, равная 2Е_d, прикладывается к конденсатору С₁ с другой полярностью. Происходит перезаряд конденсатора, что обеспечит одно из условий закрывания тиристора V2. Тиристор закроется, когда прекратится импульс управляющего I. Т.о, поочередная подача управляющих импульсов на тиристоры V1 и V2 обеспечивает I в обмотке W₃ тр-ра в 2 направлениях, который трансформируясь, обеспечивает ~I в цепи нагрузки. С уменьшением емкости конденсатора С₁ и увеличением тока нагрузки инвертора длительность интервала , предоставляемого для включения тиристора V2, уменьшается. Поэтому емкость конденсатора С₁ должна выбираться достаточной для обеспечения завершения процесса выключения тиристора, т.е. время t_обр должно быть больше времени выключения тиристора t_выкл.Амплитуда U на конденсаторе С₁ возрастает с уменьшением I нагрузки инвертора, что объясняется избытком реактивной мощности, генерируемой конденсатором в области малых I. Внешняя характеристика инвертора тока имеет резкий подъем в области малых токов нагрузки. Это является недостатком инвертора тока. Одним из способов ограничения напряжения на конденсаторе является введение обратного выпрямителя, который зажимами переменного тока присоединяется к вторичной обмотке трансформатора, а зажимами постоянного тока через сглаживающий дроссель – к источнику E_d. В такой схеме среднее значение напряжения на вторичной обмотке за полпериода поддерживается равным E_d.