29. Ведомый сетью инвертор.

Инвертор служит для передачи энергии из сети – в сеть ~I . Работа инвертора основывается на том, что ток в ветвях независимо от типа используемой схемы периодически прерывается с помощью вентилей. Выкл вентилей - основная проблема в инверторе - может осуществляться 2 способами: или с помощью специального "коммут-го" конденсатора (автономный инвертор), или за счет ~ U сети, в которую передается энергия и наличие которой в этом случае обязательно. Такие инверторы называются ведомыми сетью или зависимыми. Точно также, как при зарядке аккумулятора, когда I питающего зарядного устройства протекает навстречу ЭДС аккумулятора (который накапливая энергию, является потребителем), при работе ведомого сетью инвертора энергия потребляется от сети –I и передается в сеть ~ I, в которой ток вынужден протекать в направлении, противоположном полярности мгновенного ~ U. Это поясняет (рис а и б). Напряжение U₁ и U₂, дейст-е в противофазе на вентильной стороне тр-ра, обусловлены U сети ~тока U_c. Ключи S₁ и S₂ замкнуты тогда, когда полярность соотве-го напряжения U₁ и U₂ отрицательна, так что токи i_v1 и i_v2 протекают навстречу по отношению к этим U .

Рис. 3.35. 1ф ведомый сетью инвертор: а и б - с ключами S₁ и S₂; в и г - с тиристорами V1 и V2; E_d - питающее – U; U_c - переменное U приемной сети; e_{d н} - внутренняя противо-ЭДС инвертора;  (бетта) - угол опережения отпирания

Постоянный ток i_d = I_d = i_v1 + i_v2 в цепи источника питания E_d сглажен благодаря наличию реактора L_d и протекает поэтому даже в те интервалы времени, когда мгн-е значения ~ напряжений U₁ и U₂ больше, чем – напряжение E_d. В схеме на рис., а среднее значение внутренней противо-ЭДС инвертора (3.70) где U₂ - действующее значение U на вентильной стороне тр-ра.Среднее значение постоянного II_d = (E_d - E_dи) / R. (3.71). Т.к оба ключа должны работать синхронно с изменением ~U, а их контакты при больших U и I весьма недолговечны, использование мех-их ключей в инверторе нецелесообразно. При небольшой мощности можно ключи заменить транзисторами, вкл и выкл которых осущ-ся с помощью I базы. При большой мощности целесообразно в качестве ключей использовать тиристоры (рис., в), однако при этом необходимо обеспечить их периодическое выкл за счет подачи «-»импульсов анодного U Способ получения таких импульсов в ведомом сетью инверторе показан на рис.,г, причем предполагается, что сглаживающий реактор достаточно велик, в связи с чем ток i_d = i_v1 + i_v2 идеально сглажен. До момента времени ₁ ток i_v1 под действием постоянного напряжения E_d (рис.в) протекает через тиристор V1 навстречу наведенному на вентильной обмотке u₁; т.о, энергия передается в сеть ~ I. При этом тиристор V2 заперт. В момент ₁ включается тиристор V2 и – ток i_d переходит на него, т.к на аноде тиристора V2 действует более высокий потенциал, чем на аноде тиристора V1. Поэтому V1- выкл. Точно так же I в момент ₂ коммутируется обратно с V2 на тиристор V1.

Граничное значение u, при котором для идеализированного преобразователя I еще может коммутироваться с тиристора V1 на V2, соответствует , так как после этого момента времени потенциал анода тиристора V2 станет ниже, чем потенциал анода V1, и тиристор V2 уже не сможет вкл. Но фактически необходимо вкл тиристор с некоторым опережением на угол , т.к ранее проводившему I тиристору V1 необходимо предоставить время для восстановления запирающих св-в; кроме того, из-за наличия индуктивностей рассеяния тр-ра коммутация I замедляется. Поэтому на практике угол опережения  должен составлять не менее 20⁰, чтобы обеспечить надежную коммутациюI . При этом среднее значение Е_dИ внутренней противо-ЭДС инвертора равно: (3.72) Сред значение –I по-прежнему опре-ся (3.71).Как видно из сравнения рис. в и а однофазный ведомый сетью инвертор имеет такую же принципиальную схему, что и двухполупериодный выпрямитель. Оба этих устройства различаются лишь режимом работы: если выпрямитель работает с отстающим углом управления , то инвертор имеет опережающий угол управления . Точно так же любая др сх выпрямления, выполненная на тиристорах и не содержащая нулевого диода, может работать в режиме ведомого сетью инвертора. Важное значение инверторный режим имеет для реверсивных преобраз-ей, используемых, напр, для регулирования частоты вращения двигателей – I, т.к переход преобраз-ля в инверторный режим обеспечивает быстрое торможение двигателя.