2.2.5 Резонансные инверторы с удвоением частоты

Схема содержит инверторный мост на тиристорах VS₁-VS₄ и диодах VD₁-VD₄ с конденсатором C и дросселем L, включенными в диагональ моста, рисунок 2.2.9. Активно-индуктивная нагрузка подключается параллельно другой диагонали через разделительный конденсатор C_p. Емкость конденсатора C больше или равна C_p. Индуктивность сглаживающего дросселя в звене постоянного тока L_d больше индуктивности дросселей L и L_p.

Рис. 2.2.9.

Работа схемы основана на поочередном отпирании накрест лежащих тиристоров VS₁, VS₄ и VS₂, VS₃ и подключении ими конденсатора C и дросселя L параллельно выходной цепи инвертора, рисунок 2.2.10, а. Ток к нагрузке i_н представляет собой разность тока источника питания и тока перезаряда конденсаторов C и C_p в контуре с открытыми тиристорами инвертора. В момент t₀ начинается колебательный процесс перезаряда конденсаторов C и C_p в цепи с дросселем L и нагрузкой через открытые тиристоры VS₁, VS₄. Начальная полярность напряжения на конденсаторе C показана на схеме без скобок. Процесс перезаряда протекает в два этапа. На первом этапе, интервал t₀-t₁, ток колебательного контура протекает через тиристоры VS₁, VS₄, на втором, интервал t₁-t₂, после изменения направления тока i_к — через шунтирующие их диоды VD₁, VD₄. Амплитуда тока на втором этапе уменьшается из-за отдачи энергии конденсаторов в нагрузку. За время проводящего состояния диодов VD₁, VD₄ к тиристорам прикладывается обратное напряжение равное падению напряжения на диоде и они восстанавливают свои запирающие свойства. На интервале t₂-t₃ вентили инвертора заперты. Ток нагрузки определяется током заряда конденсатора C_p. В течении интервала t₃-t₆ происходят аналогичные колебательные процессы через тиристоры VS₂, VS₃ и диоды VD₂, VD₃. Далее процессы повторяются.

Для приближения кривой тока нагрузки к синусоиде элементы колебательного контура выбирают с таким расчетом, чтобы интервал t₂-t₃ стремился к нулю, рисунок 2.2.10, б.

Рис. 2.2.10.

2.2.6 Многоячейковые инверторы

Рис. 2.2.11

Блок схема трехячейкового инвертора с параллельным включением ячеек по входу и выходу показана на рисунке 2.2.11, а, с последовательным включением по входу и параллельным включением по выходу на рисунке 2.2.11, б.

Рис. 2.2.12.

Каждая ячейка выполнена по схеме резонансного инвертора с вентилями обратного тока. Уменьшая частоту работы каждой ячейки и вводя соответствующий фазовый сдвиг между ними, получаем в нагрузке увеличенную в число ячеек раз частоту выходного напряжения, рисунок 2.2.12.

2.3 Автономные инверторы напряжения

Название обусловлено режимом работы источника питания, который работает в режиме источника напряжения. В качестве источника используют либо аккумулятор, либо выпрямитель. На выходе выпрямителя включают конденсатор большой емкости, шунтирующий источник питания по переменному току и обеспечивающий проводимость в обратном направлении. В качестве вентилей могут применяться транзисторы, одно- или двух операционные тиристоры. В случае использования однооперационных тиристоров, схемы дополняют элементами, предназначенными для искусственной коммутации тиристоров. В последнее время широкое распространение получили инверторы на IGBT-транзисторах и GTO-тиристорах.