Работа инвертора на активно-индуктивную нагрузку

При активно-индуктивной нагрузке эквивалентная схема замещения последовательного инвертора аналогична показанной на рис. 3.1. б, где индуктивность L равна сумме индуктивностей коммутирующего дросселя и нагрузки, а также справедливы все основные соотношения, полученные для случая чисто активной нагрузки. Напряжение между анодом и катодом тиристора:

(6)

Подставив в выражение (6) значение из (2) и приравняв (6) нулю, можно получить уравнение для определения собственного времени запирания тиристора.

Внешняя характеристика инвертора при активно-индуктивной нагрузке:

,

где определяется согласно выражению (4).

При уменьшении активного сопротивления нагрузки последовательного резонансного инвертора возрастают входной ток, напряжения на конденсаторе и тиристорах, а также время . При увеличении сопротивления нагрузки время резко уменьшается. Следовательно, в режимах, близких к короткому замыканию, работоспособность инвертора ограничена существенным возрастанием напряжений на элементах схемы, а в режимах, близких к холостому ходу, инвертор не работоспособен вследствие резкого уменьшения времени .

Таким образом, последовательный инвертор так же, как и параллельный без дополнительных устройств регулирования сохраняет работоспособность только в определенном диапазоне изменения сопротивления нагрузки. При этом влияние в обоих инверторах противоположное; уменьшение в последовательном инверторе вызывает такие же воздействия на режим работы, как увеличение в параллельном, то есть короткое замыкание последовательного инвертора аналогично холостому ходу параллельного.

Последовательные резонансные инверторы с открытым входом могут быть выполнены по схемам, показанным на рис. 3.4.2. а (с учетом того, что последовательно с должен быть включен коммутирующий конденсатор), а также рис. 3.2. а, б.

а) б)

Рис. 3.2. Полумостовые схемы последовательного резонансного инвертора с разделенной (а) и неразделенной (б) коммутирующей емкостью.

На рис. 3.1. в показаны временные диаграммы токов и напряжений, иллюстрирующие работу последовательных инверторов в режиме естественного выключения тиристоров (для сравнения схем кривые токов показаны в одном масштабе).

В полумостовой (), мостовой и нулевой () схемах ток от источника питания потребляется в течение обоих полупериодов, а в однотактной схеме () - в течение одного полупериода. Полумостовые схемы предпочтительнее однотактной несимметричной схемы (рис. 3.1. а), так как обеспечивают более благоприятные условия для источников питания, у них меньше соотношение между максимальным и средним значениями входного тока. Для всех схем, кроме полумостовых, входной ток, является одновременно током нагрузки. В полумостовых схемах (3.2 а, б) ток нагрузки равен сумме токов двух конденсаторов одинаковой емкости, включенных в плечи полумоста.

Так как сумма напряжений на конденсаторах постоянна и равна , а постоянная составляющая на каждом из конденсаторов равна /2, то переменные составляющие напряжений на этих конденсаторах также одинаковы по величине (). Следовательно, одинаковы и токи конденсаторов, ток нагрузки распределяется между емкостными плечами полумоста, и в каждый момент времени ток каждого плеча равен половине тока нагрузки. Входной ток полумостовой схемы равен току конденсатора соответствующего плеча, поэтому в интервалах проводимости каждого из вентилей мгновенные значения входного тока полумостового инвертора .

В рассмотренных схемах последовательных инверторов нагрузка включена в цепь инвертированного тока и выходная частота совпадает с частотой управления. Если необходимо удвоить выходную частоту инвертора, то нагрузку включают через трансформатор во входные цепи мостовой или нулевой схемы, либо в анодные цепи вентилей любой ячейки (рис. 3.3 а, б).

а) б)

Рис. 3.3 Схемы инверторов с удвоением частоты.

В этом случае интервалу времени между моментами отпирания тиристоров соответствует полный период тока в цепи нагрузки.

Дата добавления: 2014-01-07