вход Вход Регистрация



На рис. 6.1 показана однофазная мостовая схема параллельного инвертора, реализованная на IGBT. Для нормальной работы схемы необходимо обеспечить непрерывность тока в сглаживающем реакторе. Поэтому импульсы управления, подаваемые на базы транзисторов, участвующих в коммутации должны во времени перекрываться. Т.е. включение вступающего в работу транзистора происходит раньше, чем выключение выходящего из работы. При симметричном управлении при этом возникает короткое замыкание по вертикали моста. Однако, это не опасно, так как ток короткого замыкания ограничивается индуктивностью сглаживающего реактора. Если же перекрытия не будет, то при попытке выключить выходящий из работы транзистор, будет возникать перенапряжение, создаваемое индуктивностью сглаживающего реактора и транзистор будет пробит. Характерной особенностью схемы является наличие диодов, включенных последовательно и параллельно силовым транзисторам. Последовательно включенные диоды (VD1-VD4) (отсекающие) предназначены для того, чтобы воспринимать напряжение емкости Ск, формируемое в моменты коммутации и являющееся обратным для силовых транзисторов.

Для того, чтобы импульсы обратного тока последователь-ных диодов не проходили через силовые транзисторы, парал-лельно транзисторам включены шунтирующие диоды VD5-VD8. Для ограничения скорости нарастания анодных токов диодов в контуре коммутации можно включить соответ-ствующие реакторы, которые могут быть включены или последовательно с коммутирующим конденсатором, или в коллекторные цепи силовых транзисторов. В этом случае параллельно диодам VD1-VD4 следует включить RC-цепочки для ограничения перенапряжений, возникающих при обрыве обратного тока этих диодов. От этих цепочек можно отказаться, если


применяются скоростные диоды с мягким восстановлением обратного сопротивления (soft recovery diodes). К диодам, шунтирующим силовые транзисторы, высоких требований по быстродействию не предъявляется. Если эти диоды имеют лавинные характеристики, то они могут использоваться для защиты силовых транзисторов от перенапряжений. При этом напряжение лавинообразования не должно превышать величину равную 0,8 от максимально допустимого коллекторного напряжения.

На рис. 6.2 показаны результаты моделирования электромагнитных процессов в однофазной мостовой схеме транзисторного параллельного инвертора, имеющего емкость коммутирующего конденсатора, обеспечивающую угол опережения, достаточный для нормальной работы тиристорного параллельного инвертора. Например, Соответственно, на рис. 6.3 показаны развертки электромагнитных процессов в той же схеме, но при емкости коммутирующего конденсатора в 10 раз меньшей. Как видно из приведенных кривых, уменьшение емкости коммутирующего конденсатора приводит к уменьшению угла опережения и к искажению кривой выходного напряжения параллельного инвертора. Однако в транзисторном варианте это не приводит к срыву инвертирования или к каким-либо другим катастрофическим последствиям. Таким образом, в случаях, когда качество выходного напряжения не имеет существенного значения, например, в установках индукционного нагрева, применение транзисторного варианта схемы позволяет повысить предельную частоту выходного напряжения и существенно снизить установленную мощность конденсаторов.

Для улучшения формы выходного напряжения транзисторного инвертора тока можно использовать методы улучшения спектра, описанные в разделе 3. В этом случае, в частности, эффективно применение поочерёдного управления, когда моменты коммутации нижней группы транзисторов смещены на 60 градусов по отношению к моментам коммутации верхней группы [25].

На рисунке 6.4 показаны развертки электромагнитных процессов в схеме транзисторного параллельного инвертора (рис. 6.1) с поочередным управлением, полученные путем компьютерного моделирования.

На верхней развертке показана кривая эквивалентного тока, формируемая схемой в диагонали моста, которая в этом случае имеет форму импульсов с длительностью, равной 120 градусам по выходной частоте. Кривая напряжения на входе транзисторного моста (), никогда не достигающая нуля, означает, что сдвиг фазы эквивалентного тока по отношению к выходному напряжению близок к нулю. Следовательно, работа тиристорного параллельного инвертора в таком режиме была бы невозможна. На нижней развертке показаны кривые выходного тока и напряжения, из которых видно, что нагрузка имеет индуктивный характер. При этом форма кривой выходного напряжения, несмотря на относительно небольшую емкость "коммутирующего" конденсатора близка к синусоидальной. Подробный анализ рабочих режимов такого инвертора приведен в [25].

 

© 2018
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру