Параллельные АИР.
В параллельных АИР сопротивление нагрузки включается параллельно конденсатору резонансного контура (рисунок 2.9). Источник питания Е с помощью тиристоров VS1-VS4 периодически подключается к резонансному контуру, состоящему из индуктивности Lк и конденсатора Ск, параллельно которому присоединено сопротивление нагрузки Rн. На временных диаграммах iy1…iy4 - импульсы управления, подаваемые на соответствующие тиристоры; iVS1-iVS4 - кривые токов тиристоров; Uн=Uc – напряжение на нагрузке (коммутирующем конденсаторе); UVS1=UVS3 – напряжение на соответствующих тиристорах.
В момент to включаются тиристоры VS1 и VS3, и начинается колебательный заряд конденсатора СК от источника питания с частотой:
(2.25)
где 
- резонансная частота L-C контура.
- постоянная затухания.
В момент времени t1 ток iVS1,3 спадает до нуля, и они выключаются. В этом случае параллельный АИР работает в режиме естественного выключения вентилей. В интервале t1÷t2vвсе тиристоры заперты и поэтому входной ток инвертора id равен нулю. В этом интервале напряжение на конденсаторе CK (UH=UC) не сохраняется постоянным и изменяется по закону, определяемому параметрами нагрузки, а суммарное напряжение на тиристорах VS1 и VS3 равняется разности E-UH. Поэтому элементы схемы инвертора подбираются таким образом, чтобы UH в интервале t1÷t2 было бы больше E. В результате напряжение на VS1 и VS3 в интервале t1…t2 будет отрицательным.
В момент t2 включается VS2 и VS4 и напряжение на VS1 и VS3 становится еще более отрицательным, т.к. к каждому из них прикладывается напряжение UH. В интервале t2÷t4, когда ток проводят VS2 и VS4, конденсатор CK перезаряжается и в момент t3 меняет полярность. В результате, в параллельном АИР угол отпирания тиристоров δ состоит из двух составляющих: угла паузы всех вентилей инвертора δ1 и угла запирания δ2, т.е. δ=δ1+ δ2. В момент t4 тиристоры выключаются за счет спадания колебательного тока iVS2=iVS4 до нуля и наступает пауза. В интервале t4÷t5 напряжение на конденсаторе изменяется по тому же закону, что в интервале t1÷t2, но имеет другую полярность. В момент t5 заканчивается полный цикл работы инвертора. Т.о. частота выходного напряжения UH определяется частотой подачи управляющих импульсов (wH=wУ). Недостатком такой схемы является зависимость напряжения на тиристорах (на нагрузке) от сопротивления нагрузки. В результате, для поддержания определенного значения величины напряжения на нагрузке требуется дополнительные регулирующие устройства, что значительно усложняет схему и снижает КПД инвертора.
Наиболее просто решается этот вопрос в схемах АИР со встречно-параллельными диодами (рисунок 2.10).
Инвертор состоит из тиристоров VS1…VS4 встречно-параллельно которым подключены диоды VD1…VD4, резонансного контура, состоящего из LK , СК и нагрузки RH. Рассмотрим работу инвертора в установившемся режиме. Предположим, что полярность конденсатора как на рисунке. В момент tO включаются тиристоры VS! и VS3 и начинается колебательный перезаряд CK. Конденсатор перезаряжается до напряжения UCK более высокого, чем напряжение источника питания E т.е. UCK>E. После перехода iVS1,3 через нуль, они закрываются и включаются встречные диоды VD1,VD3 и происходит разряд конденсаторов по цепи +С-VD1-LK-E-VD3-(-C) до напряжения E. После перехода тока диодов VD1,VD3 через нуль, они также закрываются. На этом заканчивается работа одной группы вентилей.
Процесс при работе другой группы вентилей происходит аналогично. Т.о. из-за наличия встречных диодов происходит автоматический сброс излишней реактивной мощности коммутирующего конденсатора. В результате, напряжение на тиристорах UVS1,3 не зависит от величины нагрузки и всегда равно E. Кроме того, угол запирания тиристоров δ также не зависит от нагрузки и является в общем случае постоянной величиной, определяемой временем открытого состояния встречных диодов. Эти преимущества позволяют использовать параллельные АИР со встречными диодами для питания установок повышенной частоты.
Дата добавления: 2015-08-08; просмотров: 790;