Методы регулирования выходного напряжения в АИТ.

Сильная зависимость напряжения АИТ от тока нагрузки, т.е. резко падающая внешняя характеристика, является их существенным недостатком, так как во многих случаях требуется иметь на нагрузке постоянное или изменяющееся по определенному закону напряжение.

При питании инвертора от источника с регулируемым выходным напряжением, например управляемого выпрямителя, стабилизация или изменение напряжения на выходе инвертора осуществляется с помощью соответствующего регулирования выходного напряжения этого источника, т.е. изменением входного напряжения АИТ E_d.

В ряде случаев регулировать напряжение E_d нельзя, например, при питании инвертора от аккумуляторной батареи. В этом случае для питания может быть использован импульсный регулятор постоянного тока (рисунок 1.8), регулирующий среднее значение напряжения, подаваемого на вход АИТ. Однако при этом КПД такого инвертора снижается, т.к. имеет место двукратное преобразование энергии.

В АИТ применим также и регулятор переменного тока включенный или на вентильной стороне инверторного трансформатора (рисунок 1.9) или на стороне нагрузки. При закрытых вентилях регулятора, АИТ работает в режиме холостого хода, что приводит к перенапряжениям в силовой схеме и необходимости ввода дополнительного устройства, обеспечивающего нормальную работу АИТ даже в режиме, близком к холостому ходу. Таким устройством может быть обратный неуправляемый выпрямитель. Здесь также КПД схемы снижается за счет двукратного преобразования энергии.

Регулирование выходного напряжения может быть осуществлено изменением коэффициента трансформации инверторного трансформатора (рисунок 1.10). Однако подключение нагрузки к отпайкам вторичной обмотки дает не плавное, а ступенчатое регулирование выходного напряжения. Кроме того, необходима специальная коммутационная аппаратура. Это приводит к тому, что АИТ лишается своих основных достоинств: отсутствие подвижных механических контактов, высокое быстродействие и надежность устройства.

Часто стабилизация и регулирование напряжения на выходе инвертора осуществляется внутренними средствами. Так как из уравнения (1.10):

,

где К_тр – коэффициент трансформации инверторного трансформатора, то изменение напряжения на нагрузке при постоянной величине E_d возможно регулированием угла Θ.

Простейшей реализацией данного способа является ступенчатое регулирование выходного напряжения инвертора путем подключения дополнительных коммутирующих конденсаторов. Это приводит к росту угла Θ и, следовательно, возрастанию выходного напряжения. Однако этот метод не позволяет плавно регулировать выходное напряжение АИТ, т.к. не существует конденсаторов большой емкости, величина которой может плавно изменяться.

Чаще всего для регулирования и стабилизации выходного напряжения в АИТ применяют обратные неуправляемый или управляемый выпрямитель, либо индуктивно-тиристорный компенсатор.