Глава 6. Энергосберегающая энергетическая электроника Зависимые инверторы

Направление потока при передаче энергии из сети переменного тока в цепь постоянного тока можно изменить, переведя СКП в инверторный режим работы. Приемной становится сеть переменного тока и если в сети имеется источник переменной ЭДС (см. рис. 6.14), то под ее действием и осуществля­ется коммутация вентилей. Частота выходного напряжения инвертора равна частоте ЭДС сети. Компенсирующее устройство и в этом случае осуществля­ет компенсацию реактивной мощности. Такие инверторы называют ведомыми сетью или зависимыми.

Реверс направления потока энергии в зависимых инверторах можно осу­ществить: 1) изменением направления тока I_d при сохранении полярности ЭДС E_d и напряжения U_d, обеспечив соотношение Е_Л > U_d; 2) изменением по­лярности ЭДС E_d и напряжения U_d при сохранении направления тока I_d и со­отношении \E_d\ > \U_d\. Первый способ осуществляется при применении тири­сторов 1" и 2", а второй - Г и 2'. Для сохранения направления напряжения U_d в первом случае и его изменения во втором углы тиристорного управления должны превышать 90 эл. град.

Автономные инверторы

В отличие от зависимых автономные инверторы могут работать при отсут­ствии в приемной сети других источников переменного напряжения, осуще­ствляющих коммутацию вентилей. АИ могут обеспечить любую частоту вы­ходного переменного напряжения. Наибольшая частота ограничивается минимально возможным временем выключения полупроводниковых прибо­ров и составляет десятки килогерц.

Схемные решения АИ разнообразны. В частности, в режиме АИ могут ра­ботать преобразователь по схеме на рис. 6.14 (при отсутствии ЭДС е) или ре­гулятор по схеме на рис. 6.12, г. Основной классификационный признак АИ связан с характером протекания электромагнитных процессов, в соответствии с которым различают автономные инверторы тока (АИТ), резонансные инвер­торы (АИР) и инверторы напряжения (АИН).

АИТ питается от источника тока, что практически обеспечивается включе­нием во входную цепь дросселя с большой индуктивностью. В АИР запира­ние тиристоров осуществляется за счет резонанса напряжений в колебатель­ном контуре, состоящем из индуктивности нагрузки и реактивных элементов инвертора. АИН питается от источника напряжения с малым внутренним со­противлением или от иного источника с включением на входе инвертора кон­денсатора большой емкости.

В АИ на не полностью управляемых вентилях их успешная коммутация возможна лишь при наличии коммутирующего устройства, например, по схеме на оис. 6.14 это - реактор. зашунтированный конденсатором. В АИ

6.4. Устройства с двукратным (и более) преобразованием частоты

247

на полностью управляемых вентилях коммутирующее устройство не тре­буется.

Непосредственные преобразователи частоты

Если в описанном ранее преобразователе (см. схему на рис. 6.14) одновре­менно поменять направления f_d, U_d и E_d, то работа СКП будет осуществлять­ся в III квадранте в выпрямительном режиме с тем же направлением потока энергии и теми же возможностями по компенсации реактивной мощности, несмотря на противоположное направление напряжения на нагрузке. Двухре-жимная работа преобразователя с работой сначала тиристоров 1" и 2", а затем - Г и 2' в первом и третьем квадрантах используется в непосредственных пре­образователях частоты (НПЧ). Увеличением длительности работы прямого и обратного комплектов и изменением соответствующим образом угла управле­ния тиристоров на нагрузке формируют кривую, близкую к синусоиде. С по­мощью НПЧ частота напряжения может регулироваться плавно, но только вниз по сравнению с частотой питающей сети. В режиме НПЧ могут работать и другие приведенные схемы.