вход Вход Регистрация



Все многообразие схем Автономные инверторы приняты в Данное время разделять на две группы: инверторы напряжения и инверторы тока [4,6,7]. Инвертор напряжения приняты называть преобразователь (обычно полупроводниковый), что превращает энергию постоянного тока в энергию переменного тока и формирует в нагрузке кривую напряжения (обычно прямоугольной формы). При этом кривая тока в нагрузке зависит от характера нагрузки. Инвертор напряжения должен питаться от источника напряжения и имеет довольно жесткую внешнюю характеристику.

Соответственно, инвертор тока называется преобразователь, который превращает энергию постоянного тока в энергию переменного тока и формирует в нагрузке кривую тока (обычно прямоугольной формы). При этом кривая напряжения в нагрузке зависит от характера нагрузки. Инвертор тока должен питаться от источника тока и имеет очень мягкую внешнюю характеристику.

На рис. В.1 (а) показанная схема идеального инвертора напряжения при активно-индуктивной нагрузке. Схема содержит источник ЭДС, нагрузка и идеальный коммутатор, способен переключат зажимы источника питания и нагрузка бесконечно быстро и без разрыва тока. Если такая коммутации осуществляется периодических с интервале времени, то кривые токовых и напряженно в схеме будут иметь вид, показанный на рис. В.1 (б). Очевидно, что в этой схеме форма и амплитуда исходного напряжения НЕ зависит от параметров нагрузки. Характерной особенностью инвертора напряжения есть разрывной характер кривой входного тока. Поэтому в реальных схемах на входе АИН приходится устанавливать емкостной фильтр, предназначенный для уменьшения перенапряжений, которые возникают при коммутации тока нагрузки. Следует иметь в виду, который прямоугольный форма исходного напряжения АИН делает невозможным работу схемы на нагрузку, которая имеет емкость, подключенную параллельно исходным зажимом инвертор, потому что напряжение на емкости не может меняться мгновенно.

Активная мощность, которая выделяется в нагрузке, отбирается от источника и обсчитывается средний значение входного тока. Интересно отметить, что баланс по реактивной мощности в этой схеме не может быть рассчитана обычнымы методами. Например, если разложить в ряд Фурье кривые исходного напряжения и тока в нагрузке, то нетрудно вычислить реактивную мощность потребляемую нагрузка по любой гармоник:

где: , - амплитуды k-ї гармоники напряжения и тока нагрузки, соответственно;

- угол сдвига между k-мы гармониками тока и напряжения.

 

С другой стороны, реактивная мощность источника питания равняется нулю для любой гармоники тока , поскольку напряжение источника питания – постоянная, и не содержит ни одной гармонической составной . Причиной возникновения указанной коллизии есть нелинейность рассмотренной схемы, но понятие реактивной мощности хорошо работает лишь в линейных кругах. В то же время нетрудно видеть, что в данной схеме потребность нагрузки в реактивной мощности обеспечивается за счет источника питания, потому что коммутатор не является ни источником, ни накопителем энергии. Проблемы расчетов составных мощности в схемах, которые используются в силовой электронике, детально рассмотренные в [8].

На рис. В.2(а) показанная схема идеального инвертора тока. Схема содержит источник тока , нагрузка и идеальный коммутатор , свойства которого аналогичные свойствам коммутатора в схемеАИН. В этой схеме в нагрузке формируется кривая тока прямоугольной формы, а кривые напряжения зависят от параметров нагрузки. Как видно из развертываний процессов, показанных на рис. В.2(б), кривые исходного и входного напряженияАИСпохожие на соответствующие кривые токов вАИН и наоборот. Как известно, в теории электрических кругов подобные схемы называются дуальными. Эта дуальность наблюдается и в свойствах инверторов тока и инверторов напряжения. Так, например, реактивная мощность, которая генерируется емкостью нагрузки, теперь должна потребляться источником тока. На входеАИСустанавливается не емкостный, а индуктивный фильтр, внешняя характеристика инвертора тока не жесткая, а круто падающая, и для нормальной работы схемы необходимый не индуктивный, а емкостный характер нагрузки.

Особенности электромагнитных процессов, которые протекают в рассмотренных двух типах схем автономных инверторов, необходимо учитывать при практической их реализации. В частности, в инверторах напряжения кривая входного тока обычно имеет двуполярного характер, поэтому источник и коммутатор должны быть реверсивными (оборотными), то есть должны иметь способность пропускать ток, как в прямом, так и в обратном направлениях. В инверторах тока кривая входного тока обычно однополярная. В этом случае источник и коммутатор могут быть нереверсивными, что приводит к упрощению схемы преобразователя и к снижению установленной мощности силовых полупроводниковых приборов.

Дуальность инверторов напряжения и инверторов тока оказывается и в их обращении при изменению нагрузки: инверторы напряжения спокойно работают в режиме холостого хода, но неважно переносят перегрузки по току. В частности, определенные проблемы возникают в организации защиты инверторов напряжения от коротких замыканий в нагрузке. Соответственно, инверторы тока неважно работают в режиме холостого хода, но значительно легче переносят короткие замыкания в нагрузке. Это свойство особенно ярко оказывается в транзисторных инверторах тока, в которых нет проблемы стабильности коммутации.

Независимо от вида автономного инвертора, при повышенных частотах режимы работы как силовых полупроводниковых приборов, так и других элементов силовой схемы, существенным образом отличаются от соответствующих режимов при промышленной частоте. Ниже изложенные основы теории и расчетов электромагнитных процессов в автономных инверторах, и особенности работы элементов схемы в устройствах такого типа.

 

Случайная статья

1.10 Эфирные вихревые структуры элементарных частичек

Физическое поле как чистое эфирное явление определяется соответствующим свойством эфира. Гравитационное поле тела определяется, как подчеркивалось в разделе 1, плотностью эфира в каждой точке...
© 2017
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру