Выходная характеристика.

Пренебрегая потерями в элементах схемы инвертора и рассматривая только первые гармоники переменных токов и напряжений, будем иметь равенство потребляемой и выходной мощности инвертора P_d=P_нг, что с учетом векторной диаграммы (рисунок 34) можно представить

U_dI_d=UI_нгcosφ_нг или

U_dI_d=UIcosβ. (83)

Из последнего выражения получим

(84)

Амплитуда и действующее значение первой гармоники общего инвертированного тока i, имеющего прямоугольную форму (рисунок 32)

(85)

Подставляя (84) в (84) получим

(86)

где К_сх - коэффициент преобразования схемы; для однофазного мостово­го инвертора К_сх =0,9, что совпадает с соответствующим значением для однофазного мостового выпрямителя. При анализе трехфазных однотактных и двухтактных вариантов схемы инвертора в каждом конкретном случае будет получаться свое значение данного коэффициента К_сх, рав­ное значениям, полученным при анализе выпрямительных режимов соответ­ствующих схем. Выражение (86) при подстановке (82) и с учетом соот­ношения

преобразуется к виду

(87)

Последнее соотношение (87) представляет аналитическое выражение выходной характеристики параллельного инвертора, под которой понимают зависимость выходного фазного напряжения инвертора U от полной про­водимости нагрузки Y*_нг при постоянной выходной частоте f=const, емкости конденсатора C=const и коэффициенте мощности нагрузки cosφ_нг=const..

Выходная характеристика параллельного инвертора построена на рисунке 35. Она имеет вид крутопадающей кривой. При малых нагрузках (проводимостях Y_нг) инвертора постоянная времени перезаряда конденсатора Т_с велика, угол β близок к значению β =π/2 и выходное напряжение инвертора быстро возрастает при уменьше­нии нагрузки.

При больших на­грузках инвертора картина резко изменяется: угол β -мал, с увеличением нагрузки он уменьшается, стремясь к β=0 при Y_нг →∞, выходное напряжение однофазного инвертора при этом стремится к пределу U=1,11U_d. При увеличении нагрузки до значе­ния, при котором угол опереже­ния инвертированного тока по от­ношению к напряжению β≤ β_min, происходит опрокидывание инвертора. Таким образом, нагрузочная способность схемы ограничена: предел нагрузочной способности при задан­ных параметрах схемы легко рассчитывается по соотношению (82). Зо­на устойчивой работы инвертора оказывается также ограниченной и в области малых нагрузок, где возрастают максимальные положительное и отрицательное напряжения на вентилях. Эти значения максимального на­пряжения U_vmax не должны превышать номинального напряжения вентилей U_vном, указанного в паспорте.

Выходная характеристика параллельного инвертора при cosφ_нг<1 располагается несколько ниже и представляет более крутопадающую кривую, чем выходная характеристика при активной нагрузке и том же значении емкости конденсатора (рисунок 35). Такой вид характеристики определяется тем, что часть реактивного тока конденсатора компенси­рует реактивный ток нагрузки; при равных значениях проводимости на­грузки в обоих случаях угол β меньше при активно-индуктивной нагрузке; изменение угла β при изменении величины нагрузки происхо­дит быстрее в случае активно-индуктивной нагрузки [2].

Вопросы для самопроверки:

1. Дайте пояснения принципу работы параллельного инвертора - как происходит включение тиристоров и их выключение?

2. При каком значении проводимости нагрузки (большом или малом) происходит опрокидывание инвертора параллельного типа?

3. При каком значении проводимости нагрузки (большом или малом) выходное напряжение инвертора параллельного типа резко возрастает?