Параллельный резонансный инвертор

Резонансные параллельный и последовательный инверторы. Схемы инверторов. Принцип действия, схемы инверторов. Диаграммы токов и напряжений. Расчетные соотношения. Резонансные инверторы с обратными диодами. Режимы прерывистого и непрерывного тока в нагрузке

Лекция 12

Схема мостового однофазного резонансного инвертора (рис. 2.4 а) аналогична схеме параллельного инвертора тока, однако индуктивность дросселя в резонансном инверторе имеет значительно меньшую величину.

а) Рис. 2.4   При отпирании тиристоров V1 и V2 (на рис. 2.4 б – время t) коммутирующий конденсатор С заряжается от источника постоянного напряжения . Параметры элементов схемы выбираются таким образом, чтобы заряд конденсатора происходил по колебательному закону и ток тиристоров спадал к нулю () раньше момента отпирания следующей пары тиристоров (). В течении интервала ни один из тиристоров не проводит ток и входной ток .

в)

Напряжение на тиристорах V1 и V2 при этом равно полуразности напряжений источника питания и коммутирующего конденсатора . Напряжение на интервале должно превышать , чтоб напряжение на тиристорах V1 и V2в течение этого интервала оставалось отрицательным.

В момент отпираются тиристоры V3 и V4 и к тиристорам V1 и V2 прикладывается напряжение . Конденсатор перезаряжается, и напряжение на тиристорах V1 и V2 меняет полярность. Угол запирания тиристоров b состоит из двух составляющих: угла непроводимости тиристоров bи собственного угла запирания тиристоров b. В момент времени ток через тиристоры V3 и V4 прекращается, и напряжение на коммутирующем конденсаторе изменяется по такому же закону, что и в интервале (но с противоположным знаком). При отпирании тиристоров V1 и V2 () цикл работы инвертора повторяется.

Анализ работв параллельного резонансного инвертора при активно-индуктивной нагрузке очень сложен, но он значительно упрощается, если использовать метод основной гармоники. Принимаются следующие допущения: напряжение на коммутирующем конденсаторе и нагрузке является синусоидальным, а ток тиристора представляет собой синусоидальный импульс с амплитудой :

;

где - собственная частота контура заряда коммутирующего конденсатора.

Угол проводимости тиристоров:

=;

где B=1/(wCR) – коэффициент нагрузки; - частотный коэффициент.

Амплитуда основной гармоники инвертированного тока:

Среднее значение входного тока . Отношение действующего значения основной гармоники инвертированного тока к среднему значению входного тока зависит от угла проводимости l:

При отсутствии потерь в схеме инвертора входная и выходная мощности равны и действующее значение напряжения на нагрузке:

,

где - угол сдвига фаз между основными гармониками инвертированного напряжения и инвертированного тока:

.

В режиме прерывистого входного тока напряжение на нагрузке, коммутирующем конденсатор и на тиристорах зависит не только от параметров нагрузки, рабочей частоты, емкости коммутирующего конденсатора, но также и от величины угла проводимости l. Входная характеристика:

,

где .

Собственный угол запирания (рис. 2.4 б) определяется выражением:

.

Если в течение всего интервала напряжение на коммутирующем конденсаторе превышает по абсолютной величине напряжение источника питания , то полный угол запирания:

.

Если параметры схемы инвертора подобраны неудачно, то напряжение на интервале может становиться меньше и полярность напряжения на выключившихся тиристорах становится положительной (рис. 2.4 в). при этом угол запирания значительно уменьшается, что может привести к опрокидыванию инвертора, и определяется выражением:

Максимальное значение прямого и обратного напряжений на тиристорах:

В резонансном инверторе скорость нарастания тока тиристора сравнительно мала, так как форма импульса тока синусоидальна, и поэтому не требуется специальных устройств для ограничения di/dt. Следовательно, резонансный инвертор может быть использован при высокой входной частоте. Кроме того, в резонансном инверторе можно получить большие значения углов запирания за счет уменьшения относительной длительности тока управляемых вентилей.

Для резонансного инвертора предпочтительнее нагрузка, изменяющаяся в незначительных пределах, так как изменение параметров нагрузки может привести к переходу из обычного режима к режиму с уменьшенным углом запирания.

Дата добавления: 2014-01-07