invert

Инверторы и преобразователи частоты

Понятие инвертирования и зависимого инвертора

Инвертированием называется процесс преобразования элект­рической энергии постоянного тока в переменный.  Преоб­разователь, осуществляющий данный процесс назван инвертором.

Зависимый инвертор (инвертор ведомый сетью) служит для передачи потока мощности от источника постоянного напряжения в сеть переменного напряже­ния. При выпрямлении сеть переменного напряжения служит источ­ником электрической энергии, а цепь постоянного напряжения – ее потребителем, тогда как при инвертировании изменяется направле­ние потока мощности: цепь постоянного напряжения становится источником, а сеть переменного напряжения — ее потребителем. Электрические параметры преобразователя на стороне переменного тока полностью определяются парамет­рами сети.

Формальные признаки источника и потребителя электрической

Схема 1.а

Схема состоит из двух источников постоянного напряжения (аккумуляторных батарей) и резистора сопротивлением R, ограничи­вающего ток в контуре. Стрелками показаны направления токов и ЭДС при Е1 > Е2 . В этом случае батарея Е1 будет отдавать электрическую энергию, разряжаясь, а батарея Е2 будет принимать энергию, заряжаясь. Часть энергии уйдет на нагрев резистора, кото­рый также является потребителем энергии.

По взаимному направлению токов и ЭДС можно судить о том какой из элементов электрической цепи является источником элек­трической энергии, а какой ее потребителем. Если направления тока и ЭДС совпадают, то такой элемент явля­ется источником электрической энергии. В противном случае он служит потребителем.

Схема 1.б

Схема однополупериодного выпрямителя, который заряжает аккумуляторную батарею. На элементах схемы поставлены знаки ЭДС, соответствующие моменту времени, когда диод может пропускать ток. По направле­нию токов и ЭДС видно, что сетьс) служит источником энергии, а первичная обмотка трансформатора — ее потребителем. Вторичная обмотка трансформатора также служит источником2) по отношению к заряжающейся батарее (Еd).

Схема 1.в

Для того чтобы аккумуляторная батарея стала источником энер­гии, необходимо обеспечить, чтобы направление тока вентиля сов­падало с направлением ЭДС ЕdВ наше время, купить аккумулятор,  есть возможность у каждого.

Таким образом вторичная обмотка трансформатора будет играть роль прием­ника энергии от источника постоянного напряжения (Еd). Это возможно в том случае, когда вентиль будет включаться в те интервалы времени, когда направления тока и ЭДС на вторичной обмотке трансформатора противоположны.  Т.е.  вентили должны быть управляемыми. Из схемы видно, что первичная обмотка трансформатора на интервале проводимости вентиля играет роль источника энергии для потребителей в цепи переменного напряжения.

Вывод:

Из сказанного следует, что зависимым инвертором может быть схема любого управляемого выпрямителя. Режим инвертирова¬ния задает система управления вентильного преобразователя, обес¬печивающая включение вентилей, когда токи и ЭДС вторичных обмоток трансформатора имеют встречное направление. Частота переключения вентилей определяется часто¬той сетевою напряжения.

Однополупериодный инвертор

Допущения при анализе схемы:

-элементы схемы идеальные

-внут­реннее сопротивление аккумуляторной батареи АБ равно нулю.

Выпрямительный режим

Если вывод «плюс» батареи АБ соединен с катодом тиристора (штриховая линия) , то схема работает в выпрямительном режиме на нагрузку в виде противо-ЭДС. В этом режиме включение тиристора VS возможно при условии превышения ЭДС сети, задаваемой аккумуляторной батареей. На рис. 3.1, б представлены диаграммы напряжений и тока, для случая выпрямительного режима.

При подаче на тиристор управляющего импульса в момент определяемый углом управления α, тиристор включается и из сети в батарею АБ начинает поступать ток id. Благодаря сглаживающему реактору Ld ток будет плавно изменяться во времени:

–          увеличиваясь, пока uab >Ud

–           уменьшаясь при Ud > uab.

В момент равенства заштрихованных площадей ток id становится равным нулю. Тиристор VS выключается. В ре­зультате чего батарея АБ бу­дет заряжаться выпрямленным током id (ток id направлен навстречу ЭДС).

 

Инверсный режим

Для перевода схемы в инверторный режим необходимо переключить тиристор или батарею так, чтобы катод тиристора был соединен с вы­водом «минус» батареи. Передача энергии от одно­го источника к другому проис­ходит тогда, когда ток от отдающего источника направ­лен навстречу ЭДС источника, принимающего эту энергию.

В рассматриваемом случае передача энергии в сеть  от аккумулятора происходить, когда ЭДС сети еаЬ направлена навстречу току.

 Если в момент υ1 на тиристор подать управляющий импульс, то тиристор включится, поскольку вплоть до момента υ2 напряжение uab < Ud (по абсолютному значению). В цепи начнет протекать ток противоположный по знаку напряжению сети uab. Наличие в схеме сглаживающего реактора ограничивает скорость нарастания этого тока. За счет энергии, накапливаемой в реакторе, ток продолжает протекать через тиристор после того, как напряжение uab по абсолютному значению будет больше напряжения Ud и станет равным нулю в момент υ3. Что соответствующий равенству заштрихованных областей.

Cхема однополупериодного инвертора из-за плохих технико-экономических показателей не нашла распрост­ранения.

Примечание:

Схемы зависимых инверторов не отличаются от схем управляемых выпрямителей. Поэтому они могут рассматри¬ваться как схемы реверсивных преобразователей, способных передавать электрическую энергию из сети в источник постоянного тока (выпрямительный режим) и наоборот (инверторный режим).

КОММЕНТАРИИ