додати матеріал


Інвертор Принцип роботи різновид область застосування

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Інвертор. Принцип роботи, різновид, область застосування

Послідовний інвертор

Електрична схема, робочі фази і форми вихідних сигналів послідовного інвертора зображені на рис. 1. Така схема називається послідовним інвертором, оскільки в ній навантажувальний опір включено послідовно з ємністю. R - навантажувальний опір, L і С - комутаційні елементи. Такий тип інвертора містить два тиристора. Розглянемо докладніше фази роботи такої схеми.

Фаза I. Тиристор Т 1 включається в момент часу t o. Починається заряд конденсатора від джерела живлення. Послідовна ланцюг R, L і С формує синусоїдальний струм через навантажувальний опір і виконує функцію демпфирующей ланцюга. Коли струм у ланцюзі зменшується до нуля, тиристор Т 1 закривається. Напруга на навантажувальному опорі знаходиться у фазі з струмом тиристора. Форми напруг V L і V c можна отримати за допомогою теореми Кірхгофа: (V L + V c = E), величини V L і V c повинні відповідати умовам цього рівняння.

Фаза II. Тиристор Т 2 не повинен включатися одразу після того, як струм через тиристор Г, зменшиться до нуля. Для кращого замикання тиристора Т 1, до нього необхідно докласти невелике зворотне напруга. Якщо тиристор Т 2 включається без запізнення, чи мертва зона відсутня, напруга джерела живлення замикається через відкриті тиристори Т 1 і Т г.. Якщо обидва тиристора знаходяться в закритому стані, то V R = 0, V L = 0, отже, L di / dt = 0 і конденсатор С залишається незарядженою.

Фаза III. У момент часу t 2 тиристор Т 2 включається і ініціює негативний напівперіод. Конденсатор розряджається через L, R і Т 2. Слід зауважити, що електричний струм через навантажувальний опір R протікає в протилежному напрямку. У момент часу, коли цей струм зменшується до нуля, тиристор Т 2 вимикається. Форми напруг V L і V c можна отримати за допомогою теореми Кірхгофа: (V L + V c = 0), величини V L і V c повинні відповідати умовам цього рівняння.


Рис.1 - Послідовний інвертор:

а) Електрична схема;

б) Фази роботи схеми;

в) Форми напруг і струмів у ланцюгах послідовного
інвертора

Якщо тиристор Т 1 запустити з затримкою на величину мертвого часу, вищезгадані процеси повторяться.

Переваги:

1. Проста конструкція.

2. Вихідна напруга близько до синусоїдальної.

Недоліки:

1. Індуктивність L і конденсатор С мають великі габарити.

2. Джерело живлення використовується тільки протягом позитивного напівперіоду.

3. У вихідній напрузі є вищі гармоніки через наявність мертвої зони.

Послідовний інвертор найкраще підходить для високочастотних пристроїв, так як для необхідних значень 1 і С зменшуються їх габарити. Час періоду для одного циклу складає:

T 0 = T + 2 t d. Де Г = l / f t і t 6 - мертве час.

Вихідна частота послідовного інвертора завжди менше резонансної частоти внаслідок наявності мертвої зони. Значення вихідної частоти може змінюватись шляхом зміни мертвого часу.


Ріс.1г. -Форма вихідної напруги последователного інвертора

Паралельний інвертор

Базова схема паралельного інвертора зображена на рис.2. Коли ключ 1 замкнутий, помічені точкою висновки обмоток A, D і С мають позитивний потенціал. Вихідна напруга - позитивне. У другій половині періоду ключ 1 розмикається і замикається ключ 2. Помічені точкою висновки обмоток A, D і С мають негативний потенціал і вихідна напруга - негативне.

Електрична схема, робочі фази і форми вихідних сигналів паралельного інвертора зображені на рис.2. Паралельні інвер тори застосовуються в низькочастотних пристроях. У них використовуються трансформатор з відведенням з центру первинної обмотки, два тиристора і комутуючих конденсатор. Джерело живлення включається між центральним висновком і загальною точкою катодів тиристорів. Еквівалент лентное навантажувальний опір, перелічене в ланцюг первинної обмотки, підключено паралельно комутаційного конденсатора. Отже, інвертор такого типу є паралельним.

У момент часу t = t x тиристор Т 1 включається. Напруга ис точніка живлення Е докладено до обмотки трансформатора А. Відповідно до закону самоіндукції таке ж напруга Е індукується на обмотці трансформатора В, але протилежної полярності. Оскільки обмот ки А і В з'єднані послідовно, на них буде сумарне напруга 2Е. Цим напругою конденсатор попередньо заряджається до напруги +2 Є.

У момент часу t = t 2 тиристор Т 2 включається. Полярність на напружень на обмотках А і В змінюється на зворотний, до конденсатора, і тим самим до тиристору Т 1, прикладається зворотна напруга, за рахунок чого тиристор Т 1 вимикається. Полярність напруги на кон денсаторе змінюється, і він перезаряджається до напруги - 2Е. Також міняє на зворотній напрямок струм у вторинній обмотці, тобто через навантажувальний опір протікає змінний струм прямокутної форми. Форма вихідної напруги аналогічна формі напруги на конденсаторі.


Рис.2 - а) Базова схема паралельного інвертора;

б) Фази роботи схеми;

в) Форми напруг і струмів у ланцюгах паралельного інвертора

Недоліки

  1. Номінальна напруга конденсатора повинно бути 2Е.

  2. Струм джерела живлення не є чистим постійним струмом.

  3. Коливання струму джерела живлення, є причиною додаткового виділення тепла в первинної ланцюга паралельного інвертора.

Мостові інвертори. Однофазний полумостовой інвертор

Однофазний полумостовой інвертор складається з двох джерел живлення і двох комутаторів. Навантаження підключена між загальним висновком джерел живлення і загальною точкою комутаторів.

Полумостовой інвертор з RLC - навантаженням


Рис.5 - а) Схема полумостовой інвертора з RLC-навантаженням, б) Форма напруги і струму полумостовой інвертора

Електрична схема і форма вихідного сигналу однофазного полумостовой інвертора з RL С-навантаженням зображені на рис.5. Якщо інвертор живить RL З-навантаження, окрема ланцюг коммутирования не потрібно. Це можна пояснити за допомогою символічного зображення на ріс.5б. Робоча частота інвертора повинна бути обрана такою, щоб Х з > X L. При цих умовах в цій схемі струм випереджає по фазі напругу. Струм в навантаженні змінюється синусоидально. У проміжку часу від t 0 до t l тиристор Т 1 знаходиться в проводяться стані. У момент часу t 1 = t 2 тиристор Т 1, вимикається, так як струм у ланцюзі зменшується до нуля. У проміжку часу від t 1 до t 2 діод D 1 знаходиться в проводяться стані і потужність передається від навантаження до джерела живлення. Діод D 1 знаходиться в проводяться стані до тих пір, поки на конденсаторі присутня напруга. Коли діод D 1 знаходиться в стані провідності, тиристор Т 1 зміщений у зворотному напрямку. Таким чином, спеціальний ланцюг примусової комутації в цьому випадку не потрібно. У цій схемі RLC-навантаження забезпечує комутацію тиристорів. Протягом негативного напівперіоду тиристор Т 2 знаходиться в проводяться стані, через деякий час діод D 2 починає проводити, внаслідок цього тиристор Т 2 зміщується у зворотному напрямку і замикається.

Інвертор Мак-Мюррея (инвертирующий перетворювач)

Принцип роботи інвертора Мак-Мюррея заснований на коммутировании струму. Полумостовой інвертор працює на індуктивне навантаження, як зображено на мал.6. Тиристори Т А1 і Т А2 в цій схемі є допоміжними. Вони використовуються для комутації основних тиристорів Т 1 і Т 2. Індуктивність L і ємність С є коммутирующими елементами. Конденсатор попередньо заряджений зліва негативно, а праворуч-позитивно. Робочі фази цієї схеми пристрою наступні.

Фаза I. Тиристор Т 1 запускається, тим самим ініціюється позитивний напівперіод перетворення. Постійний струм навантаження протікає через тиристор Т 1.

Фаза I I. У момент часу t 1 запускається допоміжний тиристор Т А1. За замкненого кола L, С, Т { і Т А1 починає протікати струм, при цьому струм через конденсатор синусоидально наростає, як показано на ріс.6в. У проміжку часу від t 1 до t 2 значення i c <I 0. У момент часу t = t 2; t c = I 0. Струм, поточний через тиристор Т 1, стає рівним нулю, і тиристор вимикається. Слід зауважити, що в цій фазі струм через тиристор Т 1, зменшується до нуля.

Фаза III. Після вимкнення тиристора Т 1 струм продовжує протікати через D 1. Діод знаходиться в стані провідності до моменту часу t 3 до тих пір поки i c - I 0 позитивні. У момент часу t = T 3 діод D 1, перестає проводити, тому що струм через нього зменшується до нуля.

Фаза IV. Після того як діод D 1 замикається, постійний струм навантаження протікає через конденсатор і дозаряжает його зліва негативно, а праворуч позитивно. Напруга на конденсаторі змінюється линів але, так як через конденсатор протікає постійний струм.

Фаза V. Струм через діод збільшується, у той час як струм через конденсатор зменшується. Коли струм через тиристор T a зменшується до нуля, тиристор вимикається.

Фаза VI. На індуктивному навантаженні змінюється полярність напруження, і діод D 1 зміщується в прямому напрямі. Починається процес рециркуляції. Енергія, запасена у навантаженні, передається назад у джерело живлення V r Після замикання діода D 1 запускається тиристор Т 2. Щоб вимкнути тиристор Т 2 необхідно включити тиристор Т A 2. Далі подібні процеси повторюються аналогічно вищевикладеним.

Інвертор Мак-Мюррея - Бедфорда

Інвертор Мак-Мюррея містить два допоміжних тиристора. Ін вертор Мак-Мюррея-Бедфорда не вимагає ніяких допоміжних тиристорів. Один основний тиристор в цій схемі комутує інший основний тиристор. Електрична схема, робочі фази і форма Ви вихідне сигналу інвертора Мак-Мюррея - Бедфорда зображені на рис.7. Робочі фази цієї схеми пристрою наступні.

Фаза I. Тиристор Т 1 запущений. Постійний струм протікає через тиристор Т 1, і індуктивність L 1. Напруга на індуктивності L 1 дорівнює нулю, так як через неї протікає постійний струм. Конденсатор С, замкнутий через Т 1 і L 1. Конденсатор С 2 заряджений до напруги V 1 + V 2: верхня обкладка заряджена позитивно, а нижня - негативно.


Рис.7 - а) Схема інвертора Мак-Мюррея, б) Фази роботи схеми

Фаза II. Після включення тиристора Т 2 напруга з конденсатора З 2 подається на індуктивність L 2. Ця напруга дорівнює подвоєному напрузі харчування. За рахунок взаємної індукції на індуктивності L 1 з'являється напруга, що дорівнює напрузі на індуктивності L 2. Напруга на катоді тиристора Т 1 одно учетверенному напрузі живлення, а на аноді подвоєному напрузі харчування. Таким чином, після включення тиристора Т 2 тиристор Т 1 вимикається. Швидке вимкнення тиристора L 1 можливо завдяки тому, що енергія, збережена в індуктивності L 1 передається на індуктивність L 2 оскільки загальний магнітний потік повинен залишатися постійним. З ріс.7в видно, що струм у схемі перерозподіляється від тиристора Т 1 на тиристор Т 2 на початку фази II. По ланцюгу L 2 і С 2 починає протікати струм. Діод D 2 зміщується у зворотному напрямку напругою на конденсаторі С 2.

Фаза III. Як тільки полярність напруги на конденсаторі змінюється на зворотний, діод D 2 переходить в провідний стан і тим самим шунтирует конденсатор С 2. Енергія, запасена на індуктивності L 2 підтримує незмінне напрямок струму через тиристор Т 2 і діод D 2. Поступово запасена в індуктивності L 2 енергія розсіюється на активному опорі навантаження, і тиристор Т 2 вимикається.

Фаза IV. Діод D 2, як і раніше зміщений у прямому напрямку за рахунок струму, що протікає через індуктивність навантаження. Тут має місце процес рециркуляції енергії, запасеної на індуктивності навантаження. Діод D 2 знаходиться в проводяться стані до тих пір, поки запасена енергія передається джерела живлення V 2.

Тиристор Т 2 знову включається, тим самим ініціюючи аналогічний негативний напівперіод інвертора. В кінці негативного напівперіоду тиристор Т 1 залишається в проводяться стані і процес, описаний вище, повторюється.

12


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Реферат
44.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Область програмного забезпечення цікаве застосування
Сучасні арбалети - характеристики та область застосування
Джерела і область застосування іонізуючих випромінювань
Середні величини види властивості область застосування
Превентивна психологія предмет специфіка область застосування
Електронні генератори мультивібратор Призначення принцип дії застосування
Принцип роботи банкоматів
Принцип роботи маршрутизатора
Принцип роботи 3УСКТ
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru