от вторичных обмоток трансформатора через реактор Хх и нагрузоч ное сопротивление ZH к нулевой точке трансформатора (катодная группа вентилей). Вентили другой группы, присоединенные своими катодами к обмоткам трансформатора (вентили УД УВЪ и УВ6), пропускают токи от нулевой точки вторичных обмоток трансформатора через сопротивление ZH и реактор Хх к концам этих обмоток (анодная группа вентилей).

Если в течение некоторого времени (определяемого требующейся частотой) открывать поочередно вначале вентили катодной группы, а затем в течение такого же времени - вентили анодной группы, то через нагрузочное сопротивление ZH проходит переменный ток частоты /2.

Частота /2 зависит от периодичности вводимых импульсов управления. Форма кривой напряжения зависит от выбранного угла управления а (кривая на рис. 7.100, б).

Изменяя угол а одновременно во всех вентилях, можно регулировать величину напряжения на нагрузочном сопротивлении Za (величину выходного напряжения).

Если угол а изменять периодически в ходе времени, то различные участки кривых фазовых напряжений первичной системы будут участвовать в формировании кривой вторичного напряжения. Так, если поддерживать закономерность изменения угла а для одной (съг.з) и другой групп (а4)6,6) по диаграммам рис. 7.100, в, то получаем кривую вторичного напряжения, подобную приведенной на рис. 7.100, г. В вентилях катодной группы угол а в соответствии с диаграммой изменяется поочередно по линейной функции времени, уменьшаясь вначале от 90° до нуля, а затем повышаясь от нуля до 90° в течение одного полупериода. Та же закономерность повторяется и во второй полупериод в анодной группе вентилей. Выходная кривая напряжения, полученная при такой системе управления, близка к ее основной гармонической. Это обусловлено тем, что среднее значение напряжения на каждом участке регулируемой кривой вторичного напряжения подчиняется, как видели в § 7.8, б [см. формулу (7.81)], закону косинуса (пока кривая выпрям-.ленного тока остается непрерывной):

c/2cp=c/lcpcosa. (7.148)

Основная гармоническая напряжения создает близкий к синусоиде ток в нагрузочном сопротивлении (рис. 7.100, д). Высшие же гармонические напряжения задерживаются фильтром (если в этом есть необходимость).

В зависимости от рода потребителя кривая синусоидального тока может иметь любой сдвиг по отношению к кривой напряжения. На тех участках, где кривые тока и напряжения совпадают (участки h - 4 и 4 - 4)> вентили преобразователя работают в режиме выпрямления тока, передавая мощность из сети с частотой fx к нагрузке, потребляющей ее при частоте /а.

На тех участках кривых, где токи и напряжения имеют разные знаки (интервалы t0 - и 4 - 4)> вентили работают в инвертор-ном режиме, возвращая энергию, накопленную в реактивных элементах нагрузки, в первичную сеть с частотой /г.

Для подготовки преобразователя к переходу в инверторный режим, когда это требуется в соответствии с фазовым углом сдвига для каждой группы вентилей, предусмотрен диапазон углов управления в пределе, близком к 180°. При этом углы управления в катодной и анодной группах вентилей связаны численно соотношением

а + В = 180 эл. -град. (7.149)

Отсчет углов управления а производится, так же как и в выпрямителях, от точки, определяющей момент вступления в работу вен-

Рис. 7.101. Схема преобразователя частоты, связывающего две системы трехфазного тока

тилей в сторону запаздывания, а отсчет углов 6 производится от ючки пересечения отрицательных участков полусинусоид в сторону опережения (рис. 7.100, г).

Коммутация тока в инверторах, ведомых сетью, так же как и в выпрямителях, происходит под действием напряжения сети, что определяет режим естественной коммутации токов.

Так как угол опережения 6 должен превышать сумму углов коммутации у и восстановления запертого состояния вентилей 0, предельное допустимое значение углов а ограничено минимально необходимым значением угла В.

Реакторы, введенные в схему рис. 7.100, с, ограничивают значение уравнительных токов, возникающих в контурах, образованных вторичными обмотками разных фаз трансформатора. Такие токи возникают в связи с неодинаковыми мгновенными значениями напряжения при дополняющих друг друга до 180 эл.град углах а и 6.

Сочленяя однофазные группы преобразователей частоты на вторичной стороне (рис. 7.101) получаем трехфазный преобразователь частоты с непосредственной связью. Вторичные обмотки на выходе разделены конденсаторами, используемыми для сглаживания напряжения.

§ 7.21. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Преобразователь постоянного напряжения одного уровня в другой составляется обычно из двух звеньев: 1) инвертора, преобразующего входное постоянное напряжение в выходное переменное, и 2) выпрямителя, преобразующего входное переменное напряжение в выходное постоянное.

Инвертор в первом звене работает в режиме инвертора напряжения. Пока мощность еще не очень велика, функции управляемых

Рис. 7.102. Схема преобразователя постоянного напряжения

вентилей выполняют обычно транзисторы или двухоперационные тиристоры.

Мощности приборов обоих типов, которые в настоящее время выпускаются серийно, обеспечивают уровень входной мощности (без применения промежуточного звена усиления) при транзисторах до нескольких сот ватт, а при двухоперационных тиристорах - до нескольких киловатт.

Такие преобразователи получили достаточное широкое применение в переносных и передвижных устройствах (установках с аккумуляторными батареями в качестве источников питания), в которых требуется иметь более высокие уровни постоянного напряжения.

Схема преобразования постоянного напряжения с двухопера-ционными тиристорами описывалась в § 6.12, в (см. рис. 6.62, б). Поэтому здесь мы ограничимся рассмотрением схемы преобразователя с самовозбуждением, в которой применяются транзисторы в качестве вентилей (рис. 7.102, а). Такая схема применяется не только с выходным звеном выпрямления тока (однофазный мост со сглажя вающим фильтром), но и без него, когда инвертор напряжения ра-