Автономные инверторы

Появление на рынке мощных управляемых полупроводниковых приборов – тиристоров в 50-60 годах дало мощный толчок для развития теории и практики не только силовых преобразователей постоянного тока – управляемых выпрямителей, но и преобразователей переменного тока – автономных инверторов.

296 Электронные аппараты

Это время знаменуется массой оригинальных схемотехнических разработок, которые послужили базой дальнейшего развития силовой преобразовательной техники. И несмотря на то, что современный автономный инвертор существенно отличается от своего прародителя, следует, пусть в конспективной форме, рассмотреть работу и свойства тиристорных автономных инверторов. Это следует сделать как с методической, так и с практической точки зрения, поскольку до сих тиристорные инверторы полностью не вытеснены из производства и продолжают «трудиться» во многих отраслях промышленности.

В тиристорных автономных инверторах, в отличие от транзисторных, всегда присутствуют цепи коммутации (коммутирующие устройства КУ).

Классификацию тиристорных автономных инверторов в зависимости от способа коммутации представляет рис. 5.20 [3].

Первоначально инверторы разделены на два класса:

□ с одноступенчатой коммутацией;

□ с двухступенчатой коммутацией.

Рис. 5.20. Классификация тиристорных автономных

инверторов

В схемах с одноступенчатой коммутацией включение очередного

силового тиристора вызывает выключение (гашение) предыдущего силового тиристора. Поэтому эти инверторы при регулировании частоты не обладают способностью регулирования напряжения на выходе. Регулирование напряжения

Автономные инверторы 297

на выходе осуществлялось в звене постоянного тока, как правило, при использовании управляемого выпрямителя.

Схема трёхфазного автономного инвертора с одноступенчатой коммутацией показана на рис. 5.21.

Рис. 5. 21. Трёхфазный автономный инвертор

с одноступенчатой коммутацией

Схемы второго класса содержат дополнительные коммутационные тиристоры, которые выключают соответствующий силовой тиристор в независимости от состояния остальных. Это обеспечивает возможность регулирования напряжения и частоты на выходе инвертора.

Схемы с двухступенчатой коммутацией, в зависимости от способа построения КУ, делятся на три группы:

□ схемы с групповой коммутацией;

□ схемы с пофазной коммутацией;

□ схемы с индивидуальной коммутацией.

В первом случае КУ выключает одновременно всю группу анодных или катодных тиристоров.

При этом те, которые закрыты, остаются в закрытом состоянии, а те, которые открыты и проводят ток, запираются.

Пример трёхфазного инвертора с групповым КУ показан на рис. 5.22. Здесь

при включении вспомогательного тиристора (Т1 ) запирающее напряжение

298 Электронные аппараты

прикладывается ко всем анодным тиристорам (Т1, Т3, Т5).

В схемах с пофазной коммутацией КУ коммутирует одну фазу (плечо) инвертора, поочерёдно запирая то анодный, то катодный тиристор.

Пример инвертора с пофазной коммутацией показан на рис. 5.23.

Рис. 5.22. Трёхфазный инвертор с групповым КУ

Рис. 5.23. Трёхфазный инвертор с пофазной коммутацией

В схемах с индивидуальной компенсацией КУ «обслуживает» отдельный тиристор. Построение таких схем показано на (рис. 5.24).

Рис. 5.24. Трёхфазный инвертор с индивидуальной коммутацией

Автономные инверторы 299

Коммутационные процессы при выключении тиристоров практически не сказываются на электромагнитные процессы в нагрузке инвертора. Поэтому всё, что было сказано выше для инверторов на полностью управляемых полупроводниковых приборах, остаётся справедливым и для тиристорных инверторов.