динение таких диодов не к свободным концам первичных обмоток wlt а к отпайкам от них wx связано с использованием встречных э. д. с, наводимых в концевых частях первичных обмоток, для возврата избыточной энергии от катодного реактора сравнительно небольшой индуктивности LK. Энергия в таком реакторе при отсут-

*4г№, ±УВ3

Рис. 7.96. Схема трехфазного инвертора с отсекающими вентилями (а) и схема инвертора с диодами возвратного тока (б)

ствии отвода мощности прогрессивно нарастала бы в связи с периодической отдачей реактору мощности, накапливаемой коммутирующим ток конденсатором С.

Реактор LK перенесен из анодных цепей в катодную с тем, чтобы вентили возвратного тока могли бы работать без заметного увеличения выходного напряжения у инвертора.

Малые значения индуктивности реактора и емкости конденсатора ослабляют их функции как фильтров, в связи с чем рассматриваемая схема занимает промежуточное место между инвертором тока и напряжения.

в} Инвертеры напряжения .

Структурные особенности в построении схем инверторов напряжения (см. рис. 7.87, б) и характерные отличия в режиме их работы удобно рассмотреть при выполнении его по однофазной мостовой схеме, приведенной на рис. 7.97, а.

Источник питания Еа сообщает нагрузочному сопротивлению в один полупериод, когда открыты вентили УВг и УВ2, напряжение одной полярности, а в другой полупериод, когда открыты вентили УВ3 и УВЛ, - напряжение противоположной полярности.

Выходное напряжение UB по величине (если пренебречь внутренним падением напряжения в вентилях) остается равным напряжению источника питания Еа. Кривая выходного напряжения U (рис. 7.97, в) имеет знакопеременную прямоугольную форму. Если такая форма кривой для потребителя (нагрузки) неприем-

лема, то с помощью вводимых в инвертор вспомогательных элементов (фильтров) или путем модуляции (изменения формы кривой выходного напряжения) стремятся приблизить ее к синусоиде £/н(1) (пунктир на рис. 7.97, в).

Последовательно включаемый с нагрузкой простейший фильтр Ф, состоящий из последовательно включенной с нагрузкой индуктивностью и параллельно включенной емкостью, показан на рис. 7.97, б.

Простейшие фильтры не обеспечивают в достаточной степени задержку полного спектра высших гармонических, входящих в состав разностной кривой постоянного и синусоидального напряжений

Рис. 7.97. Однофазный инвертор напряжения, выполненный по мостовой схеме:

а - схема с диодами возвратного тока; б - схема фильтра высших гармонических напряжений; в-в - диаграммы напряжения и тока

(характеризуемой ординатами заштрихованных на рис. 7.97, в площадок). Более же сложные фильтры заметно усложняют структурную схему инвертора, поэтому в ряде современных типов инверторов напряжения близкую к синусоиде кривую напряжения на выходе инвертора стремятся получить путем модуляции постоянного напряжения.

Простейшим видом модуляции, обеспечивающим возможность регулирования величины выходного напряжения, является изменение длительности проводящей части периода в кривой выходного напряжения (пунктирные границы на рис. 7.97, в). При введении прерывистого режима с неизменной длительностью импульсов и пауз (рис. 7.97, г), либо с изменяющейся шириной импульсов и пауз (широтно-импульсная модуляция), как на рис. 7.97, д, может быть достигнуто не только регулирование выходного напряжения, но и достигнуто ограничение спектра высших гармонических в кривой выходного напряжения [79].

Наименьший состав спектра и минимальные амплитуды высших гармонических напряжения, т. е. наибольшее приближение выходного напряжения к синусоиде достигается тогда, когда паузы между импульсами неодинаковы и длительность их изменяется по синусоидальному закону (рис. 7.97, д). Это - оптимальная закономерность при применении широтно-импульсной модуляции.

Разность между прямоугольной и основной гармонической напряжения воспринимают индуктивные элементы, входящие в цепь инвертора.

Вторым основным отличием в режиме работы инверторов напряжения является способ поддержания баланса мощности в реактивных элементах нагрузки (по преимуществу в индуктивных элементах, поскольку при активно-емкостной нагрузке инверторы напряжения работают неудовлетворительно). Это выполняется диодами возвратного тока Ди Дг, Д3 и Д4. Такие диоды вступают в работу, когда мгновенные значения токов имеют направление, противоположное мгновенным значениям напряжения (рис. 7,97, е), и реактивная мощность возвращается от индуктивных элементов нагрузки к источнику питания. Условия для отдачи диодами возвратной мощности источнику питания в инверторах напряжения наиболее благоприятны, так как напряжение на входе у них неизменно

Оптимальным типом вентилей в инверторах напряжения являются вентили полного управления: транзисторы и двухоперацион-ные тиристоры, так как такие вентили можно включать и выключать в любой момент времени, когда это требуется по коммутационному режиму .Это особенно существенно в инверторах напряжения модуляционного типа, поскольку включение и выключение вентилей должно производиться в них многократно в пределах каждого периода.

Так как номинальная мощность транзисторов ограничена, а двухоперационные тиристоры выпускаются пока также на малую мощность, то в мощных инверторах напряжения операция выключения достигается с помощью узлов искусственной коммутации токов.

Вариант выполнения схемы с общим (групповым) коммутационным узлом, содержащим индуктивность LK и конденсатор Ск с двумя вентилями, пропускающими нагрузочный ток поочередно, иллюстрирует двухполупериодная бестрансформаторная схема, приведенная на рис 7.98, а. Она выполнена со средним (нулевым) выводом у источника постоянного тока (аккумуляторной батареи).

Из двух секций, выполненных по схеме, подобной приведен ной, составляется мостовая схема инвертора с нагрузкой, включенной между секциями, а из трех подобных секций составляется трехфазная мостовая схема инвертора с нагрузкой, включенной в звезду.

В состав группового коммутационного узла в схеме рис. 7.98, с, кроме емкости Ск и индуктивности LK, входят вспомогательные вентили Бк1 и Вк2.