Тема: Инверторы. План

Трёхфазные инверторы

Тиристорный (GTO) тяговый преобразователь по схеме «Ларионов-звезда»
Трёхфазные инверторы обычно используются для создания трёхфазного тока для электродвигателей, например для питания трёхфазного асинхронного двигателя. При этом обмотки двигателя непосредственно подключаются к выходу инвертора.
Высокомощные трёхфазные инверторы применяются в тяговых преобразователях в электроприводе локомотивов, теплоходов, троллейбусов (например, АКСМ-321), трамваев, прокатных станов, буровых вышек, в индукторах (установки индукционного нагрева^[2]).
На рисунке приведена схема тиристорного тягового преобразователя по схеме «Ларионов-звезда». Теоретически возможна и другая разновидность схемы Ларионова «Ларионов-треугольник», но она имеет другие характеристики (эквивалентное внутреннее активное сопротивление, потери в меди и др.).
N-фазные инверторы
Однофазные, двухфазные, трёхфазные и многофазные инверторы строят по таким же схемам, как и однофазные, двухфазные, трёхфазные и многофазные выпрямители, только вместо диодов ставят ключи, тиристорные (GTO), транзисторные (IGBT, БСИТ) или др..
1. Последовательный инвертор
Электрическая схема, рабочие фазы и формы выходных сигналов последовательного инвертора изображены на рис. 1. Такая схема называется последовательным инвертором, поскольку в ней нагрузочное сопротивление включено последовательно с емкостью. R -нагрузочное сопротивление, Lи С - коммутационные элементы. Такой тип инвертора содержит два тиристора. Рассмотрим подробнее фазы работы такой схемы.
Фаза I. Тиристор Т₁включается в момент времени t_o. Начинается заряд конденсатора от источника питания. Последовательная цепь R, Lи С формирует синусоидальный ток через нагрузочное сопротивление и выполняет функцию демпфирующей цепи. Когда ток в цепи уменьшается до нуля, тиристор Т₁ запирается. Напряжение на нагрузочном сопротивлении находится в фазе с током тиристора. Формы напряжений V_Lи V_cможно получить с помощью теоремы Кирхгофа: (V_L+ V_c = E), величины V_Lи V_cдолжны удовлетворять условиям этого уравнения.
Фаза II. Тиристор Т₂не должен включаться сразу после того, как ток через тиристор Г, уменьшится до нуля. Для лучшего запирания тиристора Т₁, к нему необходимо приложить небольшое обратное напряжение. Если тиристор Т₂включается без запаздывания, или мертвая зона отсутствует, напряжение источника питания замыкается через открытые тиристоры Т₁ и Т_г._.Если оба тиристора находятся в закрытом состоянии, то V_R = 0, V_L= 0, следовательно, Ldi/dt= 0 и конденсатор С остается незаряженным.
Фаза III. В момент времени t₂тиристор Т₂включается и инициирует отрицательный полупериод. Конденсатор разряжается через L, RиТ₂. Следует заметить, что электрический ток через нагрузочное сопротивление Rпротекает в противоположном направлении. В момент времени, когда этот ток уменьшается до нуля, тиристор Т₂выключается. Формы напряжений V_Lи V_cможно получить с помощью теоремы Кирхгофа: (V_L + V_c= 0), величины V_Lи V_cдолжны удовлетворять условиям этого уравнения.
Р
ис.1 - Последовательный инвертор:
а) Электрическая схема;
б) Фазы работы схемы;
в) Формы напряжений и токов в цепях последовательного
инвертора

Если тиристор Т₁запустить с задержкой на величину мертвого времени, вышеупомянутые процессы повторятся.