тиристоров. Кроме рассмотренных схем, широкое распространение получила мостовая схема, которая, по существу, представляет собой две схемы рис. 4-1, работающие со сдвигом по фазе на 180°, с общими трансформатором и коммутирующей емкостью, что делает ненужным нейтральный вывод источника питания.

Наряду с таким преимуществом, как малая зависимость выходного напряжения, напряжения и тока тиристоров от нагрузки, инвертор с обратными диодами по сравнению с параллельным инвертором классического типа с большой индуктивностью имеет меньшие значения индуктивности L и емкости С. Однако, как и в классическом параллельном инверторе, скачкообразное нарастание тока вызывает в инверторе с обратными диодами существенные потери при повышении частоты генерации. Кроме того, к недостаткам инвертора с обратными диодами следует отнести прямоугольную форму выходного напряжения, что далеко не всегда является приемлемым.

4-2. Параллельный и параллельно-последовательный инверторы с обратными диодами и близкой к гармонической формой выходного напряжения

Схемы инверторов. СхеМа параллельного инвертора (рис. 4-6) содержит два тиристора Т1, Т2, встречно-параллельно которым включены диоды Д1, Д2, а также дроссели с индуктивностями Li = L2 = L, конденсатор и трансформатор Тр, ко вторичной обмотке которого подключена нагрузка Zh (штриховыми линиями изображена емкость для пяраллельно-последовательного инвертора). Диаграммы токов и напряжений, поясняющие работу инвертора, приведены на рис. 4-7.

Принцип действия схемы следующий. После отпирания тиристора Т1 происходит заряд конденсатора Cj, разряд которого осуществляется через диод Д1. Аналогичный цикл работы схемы происходит при отпирании тиристора Т2. Во время протекания тока заряда или разряда конденсатора к тиристорам Т1, Т2 прикладываются весьма малые напряжения, имеющиеся на открытых диодах Д1, Д2, и тиристоры выключаются.

Отличие схемы параллельно-последовательного инвертора состоит только в наличии конденсатора С а (рис. 4-6). По принципу действия она аналогична параллельному инвертору.

Теоретический анализ и расчет схемы параллельного инвертора с обратными диодами. В работе [47] с помощью ЭВМ решены дифференциальные уравнения, описывающие работу схемы. В табл. 4-1 приведены вычисленные относительные значения максимальных

и постоянных составляющих токов тиристоров и диодов - 98

д т

а о

-; тока источника питания

Е.УТ/С; Е.УШ: E,YL/C ""Е,уL/C

максимальных напряжений на анодах тиристоров и емкости Сi, действующего напряжения на ней итЕо; UcnJEo] U с J Eq, длительности тока через тиристор tJT, втщ/в, К, К- В качестве параметров выбраны ве«1ичины: у = L/Lo (где Lq - индуктивность намагничивания трансформатора), в = yf (где- генерируемая

частота, /р = I LC1), добротность Q = RJYLC.

Из табл. 4-1 видно, что с уменьшением в увеличивается коэффициент k, однако при этом уменьшается отношение t-Jt,

Рис. 4-6. Схема параллельного инвертора с обратными диодами и близкой к Гармонической формой выходного напряжения

Рис. 4-7. Диаграммы токов и напряжений для параллельного инвертора с обратными диодами и близкой к гармонической формой выходного напряжения

которое уменьшается также с ростом у. Величина Uam мало зависит от Q, токи Jam и /ди с ростом Q уменьшаются, причем ток hm - в меньшей степени. Это объясняется тем, что с ростом добротности большая часть энергии возвращается через диоды Д1, Д2 в источник питания. Коэффициент снижается с ростом в, так как уменьшается длительность тока через тиристоры Напряжения Ucm и (/сэ практически не зависят от Q, т. е. генератор ведет себя как генератор напряжения. С увеличением в увеличивается коэффициент гармоник выходного напряжения. На основании вышесказанного для практического использования следует рекомендовать режимы с минимально возможными значениями добротности Q, так как увеличение ее ведет к росту емкости. Величину в для получения удовлетворительного коэффициента гармоник и достаточного схемного времени выключения тиристоров желательно выбирать в диапазоне 1,35-1,5. Величину у желательно выбирать по возможности максимальной, но ее увеличение связано с ростом габаритов трансформатора.

Таблица 4-1

Вычисляемая величина

V = 0,005

У = 0,010

: 0,050

7 = 0,100

1,10

1,35

1,50

2,00

3,00

1,10

1.35

1,50

2,00

3,00

1,10

1.35

1,50

2,00

3,00

1,10

1,35

1,50

2.00

3 5 10 20 50

0,70 1,10 1,30 1,42

2,64 2,80 2.89 2,95 3,05

1,14 1,12 1,05 0,99 0,94

4,11

4,23 4,31

3,52 3,63 3,68 3,72

3,31 3,37 3,39 3,39

2,87 2,90 2,89 2,87

2,54 2,65 2,78 2,90

4,07 4,20 4,28

1,83 1.72 1,64

1,47 1,30 1,21 1,16

1,30 1,15 1,09 1,06

1,13 1,09 1,08 1,08

0,77 0,70 0,65 0,61

1,66 1,58 1,49

0,70 1,09 1,29 1,41

3 5 10 20 50

0.575 0,489 0,413

0,389

0,44 0,64 0,77 0,89

0,24 0,43 0,52 0,56

1,16 1,29 1,37

3,63 3,68 3,73

1,18 1,09 1,04

3,37 3,41 3,42

2,71 2,72 2,72

1,04 0,96 0,91

0,79 0,73 0,69

0,81 0,91 0,96

0,70 0,79 0,84

0,49 0,58 0,63

0,468 0,386 0,314 0,289 0,265

0,391 0,314 0,262 0,235 0,219

о VL/d

3 5 10 20

0,137 0,243 0,292 0,335

0.065 0,129 0,187 0,226 0,239

0,057 0,112 0,157 0,180 0,197

0,268 0,227 0,190 0.172 0,163

0,154 0,137 0,122 0,113 0,107

0,582 0,482 0,419 0,365

0,463 0,377 0,312 0,280 0,261

0,380 0,308 0,256 0,226 0,215

0,265 0,224 0,192 0,171 0,165

0,152 0,134 0,116 0,107 0,099

0,435 0,393 0,371

0,344 0,283 0,253 0,236

0,282 0,230 0,208 0,193

0,033 0,079 0,117 0,137 0,147

0,010 0,044 0,079 0,089 0,098

0,158 0.229 0,287 0,321

0,062 0,128 0,184 0,216 0,234

0,409 0,211 0,108 0,042

0,394 0,246 0,125 0,063 0,025

0,053 0,104 0,153 0,174 0,195

0,028 0,077 0,116 0,134 0,149

0,009 0,047 0.069 0,085 0,090

0,326 0.202 0,102 0,051 0,020

0,227 0,143 0,073 0,047 0,015

0,138 0,090 0,046 0,023 0,009

0,240 0,289 0,308

0,113 0.166 0,194 0,212

0,093 0,141 0,160 0,172

0,191 0,165 0,152 0,149

0,090 0,075 0,065 0,060

0.066 0,090 0,168 0.131

0,016 0,037 0,047 0,053

0,400 0,360 0.332

0.250 0,220 0,106

0,200 0,182 0,166

0,118 0,103 0,094

0,225 0,269 0,296

0,195 0,098 0,039

1,65 1,81 1,89 1,92 1,92

2.66 2,67 2,67

0,229 0,117 0,059 0,023

2.14 2.16 2.17 2.17

0,189 0,086 0,048 0.020

0,127 0,068 0,039 0.017

0,071 0,037 0,018 0.007

0,172 0,089 0,033

2.00 2,03 2.03 2,04

1,83 1,90 1.97 2,03

1,54 1,61 1,63 1,63

2,56 2,57 2,56

0,143 0,168 0,183

0,108 0,136 0,149

0,058 0,076 0,083

0,106 0,053 0,021

0,087 0,044 0,017

2,09 2,10 2,10

1,96 1,96 1,96

0,066 0,027 0,011

1.71 1,72 1,72

3.00

2,45 2,55

0,20 0,17

0,08 0,12

0,019 0,014

0.004 0,008

0,015 0,006

1.18 1,19

0,76 0,76

По аналогии с рассмотренными в предыдущей главе последовательным и последовательно-параллельным инверторами для рассматриваемого инвертора может быть построена мостовая схема. Методика инженерного расчета, а также влияние нагрузки и генерируемой частоты на режим работы у рассматриваемого инвертора практически те же, что и у параллельно-последовательного инвертора, и рассматриваются ниже.

Теоретический анализ и расчет схемы параллельно-последовательного инвертора с обратными диодами. Анализ работы инвертора производится в предположении, что нагрузка имеет чисто активный характер {z = г„). Для анализа используются параметры: добротность QrJYICx коммутирующего параллельного контура £, С1,/"н; отношение в= т J собственной частоты

коммутирующего контура

«0 =

к генерируемой

LCi 4L2

частоте (о; соотношение емкостей е = Ci/Cz-

В зависимости от величины 0 в течение полупериода работы схемы возможен один или два этапа. При 0 > 2 тиристоры и диоды проводят ток поочередно и существует один этап. При 0<:2 ти-

Продолжение табл. 4-1

V = 0,050

V= 0,100

3.00

1,10 1,35

1,50

2.00

3.00

1,10

1,35

1,50

2,00

0,214 0,187 0,174 0,167 0,163

0,640 0,925 0,980 0,980 0,980

0,390 0,372 0,364

0.370 0.340 0,326 0,318

0,470 0,556 0,595

0.084 0,133 0,150 0.160 0,163

0,309 0,327 0,336

0.523 0,715 0,753 0.783

0.248 0.285 0.300 0,307

0.202 0,171 0,153 0,147 0,137

0,231 0,216 0,210

0,266 0,240 0,228 0,218

0.347 0,320 0,306 0,300

0,270 0,255 0,235 0,230

0,184 0,167 0,157 0,153

0,382 0,364 0,354

0,333 0,318 0,311

0,306 0,300 0,287

0,235 0,225 0,215

0,630 0,775 0,834 0.838

0,695 0,853 0,905 0,910

0,782 0,875 0,885 0,890

0,303 0,417 0,487

0,520 0,620 0,680

0,553 0,600 0,620

0,650 0,725 0,762

0,234 0,266 0,280 0,286

0,180 0,205 0,210 0,220

0,107 0,133 0,143 0,150

0,300 0,327 0,336

0,278 0,292 0,300

0,253 0,266 0,280

0,262 0,237 0,230 0,226

0,235 0,216 0,197 0,192

0,184 0,162 0,143 0,136

0,236 0,217 0,208

0,234 0,219 0,212

0,228 0,222 0.214

0,185 0,200 0,210

0,221 0,208 0,200

3,00

0,143 0,127

0,880 0,890

0,084 0,103

0,155 0.129

ристоры И диоды противоположных плеч в течение некоторого времени оказываются включенными одновременно. Ток протекает одновременно либо через диод Д1 и тиристор Т2, либо через диод Ц2 и тиристор Т1. Для этого случая выделяем два этапа работы схемы.

Рассмотрим полупериод работы схемы, когда существует только один первый этап либо оба этапа.

Вводя обычные допущения, приведенные в главе первой, построим для каждого этапа работы инвертора эквивалентные схемы для преобразованных по Лапласу напряжений и токов. Эти схемы представлены на рис. 4-8, где (/ц, Ui и /i - начальные значения напряжений на емкостях Ci, Cg и тока в индуктивности l для первого этапа, а и ия 1 - начальные значения напряжений и тока для тех же элементов на втором этапе. Величины Iix (р), Ici (р)* hiip) - изображения искомых токов i. (О, (О, "н i (О для первого этапа, а 12 {р), /д2 (р), сг (р), hz (р) - изображения токов (t), д2 (t), ic2 (О и f„2 {{) для второго этапа. Следует учитывать, что все токи и напряжения в дальнейшем приведены

к безразмерным величинам путем деления токов на Eq/Vl/C, а напряжений - на Eq.