4. Инверторы
4.1. Однофазный инвертор со средней точкой
Работа преобразователя в выпрямительном режиме была рассмотрена выше. При угле регулирования девяносто градусов выходное напряжение выпрямителя при индуктивном
Рис. 4.1. Схемы и графики работы преобразователя напряжения в выпрямительном и инверторном режимах
характере нагрузки станет равным нулю. Дальнейшее увеличение угла не изменит выходное напряжение.
Если вместо двигателя включить генератор, поддерживающий ток в дросселе, процессы будут описываться теми же выражениями, полученными для управляемого выпрямителя Id. Но при этом произойдет качественное изменение энергетических процессов. Если раньше, в выпрямительном режиме, напряжение на нагрузке было положительным и энергия из сети отдавалась в нагрузку, то в инверторном режиме, напряжение на генераторе отрицательное и энергия передается от него в сеть переменного тока. Диаграммы тока первичной обмотки трансформатора в режиме выпрямления и инвертирования отличаются по фазе. В режиме выпрямления напряжение и ток в первичной обмотке совпадают по фазе. В режиме инвертирования фазы противоположны, что соответствует передаче энергии от генератора в сеть.
Инвертор характеризуется углом опережения = - . Заменяем в уравнениях внешней характеристики управляемого выпрямителя угол управления на угол опережения =- и получим соответствующие выражения для режима инвертирования.
Р
ис.
4.2. Внешние характеристики инвертора
Внешнюю характеристику инвертора иногда изображают, принимая выходное напряжение преобразователя положительным. Это напряжение называют собственной противо ЭДС инвертора. Собственная противо ЭДС инвертора складывается из напряжения на генераторе и напряжения коммутации -Ux.
Характеристикой надежности инвертора ведомого сетью служит величина послекоммутационного угла -, в течение которого к выключающемуся тиристору приложено обратное напряжение.
Для восстановления запирающих свойств тиристору необходимо некоторое время min = *tвыкл, в течение которого нельзя прикладывать прямое напряжение. Это время и определяет величину послекоммутационного угла.
Для надежной работы инвертора требуется, чтобы min. Если время на восстановление запирающих свойств будет недостаточным, произойдет явление, называемое опрокидыванием инвертора, когда оказываются включенными одновременно оба тиристора.
Подставив в систему уравнений внешней характеристики = - , получим
Входная и ограничительная характеристики инвертора. Зависимость входного постоянного напряжения (собственной противо эдс) от тока является входной характеристикой инвертора.
Ограничительная характеристика определяет входное напряжения, при котором невозможно опрокидывание инвертора.
Ограничительную характеристику можно получить из решения системы уравнений
(4.1)
(4.2)
Если вентили идеальные = min =0, тогда Udи = Udи0 -Ux
При реальных вентилях Udи = Udи0*cos(min) -Ux
Ограничительная характеристика представляет зеркальное отражение внешней характеристики, гарантирует минимальный заданный угол восстановления запирающих свойств тиристора.