6. ТИРИСТОРНЫЕ ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ИНВЕРТОРЫ ТОКА. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ИНВЕРТОРОВ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

Анализируя форму первичного тока  (см. рис.2.13,б,5.1,б) мостового инвертора тока и характер электромагнитных про­цессов в нем, можно заметить, что принцип работы инвертора тока не отличается от работы инвертора, ведомого сетью, работающего в режиме непрерывного тока. В том и дру­гом случае , что обеспечивается включением дрос­селя  достаточно большой индуктивности. Для пояснения этого положения на рис. 6.1 приведены временные диаграммы напряжений при замыкании переключателя П в положение 1 или 2. В первом случае получаем схему автономного инвер­тора тока, во втором — ведомого сетью инвертора (рис.6.1,а).

Рис. 6.1. Однофазный АИТ (а) и его диаграммы (б-е)

Параметры нагрузки , С подобраны так, что при прямо­угольной форме выходного тока i напряжение на выходе инвертора u синусоидально (рис.6.1,б). В интервале включены тиристоры VS2, VS4 и напряжение  между точками а и б равно  и изменяется по закону синусоиды. В момент  происходит включение VS1, VSЗ и запирание V2, V4 под действием конденсатора С. При этом напряжение между точ­ками а, б изменяет свой знак и становится равным напря­жению на конденсаторе С. Происходит его разряд в интер­вале , и при  начинается заряд до напряжения противоположной полярности (полярность в скобках на рис.6.1,а). С этого момента напряжение  вновь начинает изменяться по синусоидальному закону. Момент переключе­ния вентилей задается системой управления, а точка перехо­да через нуль напряжений  и  определяется величиной емкости С.

Для нормальной работы инвертора не обязательно вклю­чать параллельную емкость С для принудительной коммута­ции вентилей VS1 и VS2. Если вместо  и С подключить источник синусоидального напряжения (переключатель П в положении 2 на рис.6.1,а), то коммутацию VS1…VS4 мож­но осуществлять при отрицательной полярности этого напря­жения и соответствующем значении угла . Форма противо-ЭДС инвертора  для данного случая изображена на рис.6.1,г. Очевидно, что  преобразователь работает в режиме ведомого сетью инвертора. Кривые  на рис.6.1,в,г аналогичны и являются зеркальным отображением друг дру­га относительно оси абсцисс. На рис.6.1,д показана форма напряжения  на дросселе . Индуктивность сглаживающего дросселя выбирается из условия обеспечения непрерывного тока. При анализе инверторов тока принимают следующие допущения: напряжение u на выходе инвертора синусоидально, , активными потерями в инверторе пренебрегают, коммутация тока в тиристорах мгновенная. На рис.6.1,е показана векторная диаграмма инвертора тока для первых гармоник напряжения и тока. При принятых до­пущениях — углу сдвига фаз между напряжением  и первой гармоникой инвертированного тока  (рис.6.1,б). Вы­ходное напряжение  опережает ток в нагрузке  на величи­ну угла . Из диаграммы видно, что реактивная
мощность конденсатора должна быть достаточной для компенсации реактивной мощности нагрузки и инвертора. Величину на­грузки инвертора оценивают по коэффициенту нагрузки В, который равен отношению полной мощности нагрузки  к реактивной мощности коммутирующего конденсатора.

Для сравнения на рис.6.2 приведены внешние характеристики инверторов напряжения 1 и тока 2. В схеме рис.6.1,а величина емкости С получается довольно большой по той же причине, что и в инверторах напряжения. Поэтому на практике обычно используют схемы с отсекающими диодами. Однофазные инверторы тока почти не используются для управления машинами переменного тока. Гораздо чаще применяют трехфазную мостовую схему с отсекающими вентилями (рис.6.3,а). Инвертор получает питание от выпрямителя В, величина выходного напряжения которого определяется значением напряжения , подаваемого на вход системы управления выпрямителем СУВ. В отличие от параллель

но­го инвертора напряжения (рис.5.2,а) в инверторе тока отсут­ствует мост реактивного тока и величина . Алгоритм переключения тиристоров и параметры управляющих импуль­сов такие же, как у инвертора напряжения.

Рассмотрим коммутацион­ные процессы в инверторе тока. На рис.6.3,б,в изображены эквивалентные схемы для раз­личных  моментов  коммутации  тока  нагрузки

Рис. 6.3. Трехфазный АИТ (а) и его схема замещения (б-г)

фазы A и В. Со­ответствующие временные диа­граммы показаны на рис.6.4. На рис.6.3,б,в обозначено: , ,  — ЭДС, наводимые вращающимся ротором машины в обмотках статора; , , — индуктивности рассеяния обмоток соответствующих фаз;  — эквивалентная емкость, ; С = С1 = С2 = СЗ.

Adblock
detector