Однофазная полумостовая схема резонансного инвертора

Однофазная полумостовая схема резонансного инвертора приведена на рисунке 43. Иногда эту схему называют схемой последовательного инвертора однофазного инвертора с разделенной емкостью.

Рисунок 43. Однофазная полумостовая схема резонансного инвертора

Режим работы конденсаторов в этой схеме следующий. Сумма напряжений на конденсаторе С₁ (U_c1) и конденсаторе С₂ (U_c2) всегда равна напряжению источника питания U_d, но в процессе работы изменяется потенциал их общей точки соединения (точка О₁). При включении тиристора Т₁ потенциал точки О₁ будет изменяться от того значения потенциала, которое было на момент выключения тиристора Т₂, (-U_d- U_х) до величины более положительной чем плюс источника питания (U_d+ U_х). Следует обратить внимание на то, что через разделительный конденсатор будет протекать только половина рабочего тока, так как ток в нагрузке (показано стрелками на рисунке 43) складывается из токов заряда одного конденсатора и разряда другого. Общая расчетная емкость конденсатора (С_к) равна сумме емкостей обоих конденсаторов, т.е. С_к=С₁+С₂. В режиме естественного выключения в выражении для расчета действующего значения выходного напряжения необходимо учесть отношение частот ω₀/ω_у. Для вывода зависимости напряжения нагрузки от напряжения источника питания и от отношения ω₀/ ω_у, воспользуемся уравнением баланса мощностей (пренебрегая потерями):

U_dI_d=U_нгI_нгcosφ_нг. (102)

Среднее значение тока I_d за полупериод рабочей частоты можно выразить через ток импульса I_{d имп.}, имеющий место при включении тиристоров:

I_d= I_{d имп} ω_у/ ω₀, (103)

где I_{d имп} - среднее значение тока импульса за полупериод собственной частоты контура.

(104)

I_имп.- действующее значение импульсного тока за полупериод собственной частоты.

Тогда

(105)

Подставляя (105) в (102), имеем:

(106)

откуда (107)

Формула (107) устанавливает связь между действующим значением напряжения нагрузки (U_нг) и средним значением напряжения источника питания (U_d). По этому выражению можно определить требуемое значение напряжения источника питания для получения заданного значения напряжения нагрузки.

Для учета потерь в инверторе необходимо полученное значение U_d (107) разделить на КПД инвертора.

(108)