ботает инвертором при «апряжении, несколько меньшем наибольшего наиряжения источника постоянного тока.

На рис. 4-2,6 угол управления увеличивается до величины, приближающейся к 255°. В этом случае для коммутации требуется высокочастотное напряжение с несколько большей чем на рис. 4-2,а амплитудой, так как мгновенные напряжения «,.(, и Uj-c сильнее различаются в конце- периода проводимости тиристора Т1. Иначе говоря, требуется большее напряжение чтобы сде-

лать более положительным, чем в точке, где

ток должен перейти с Т1 на Т2. Важно отметить, что фаза напряжения высокой частоты также изменилась при переходе от рис. 4-2,о к рис. 4-2,6. Это желательно для того, чтобы коммутация происходила в момент, когда кривая напряжения .высокой частоты достигала своей наибольшей величины. При условиях, соответствующих рис. 4-2,6, схема еще работает инвертором, но при малом напряжении источника постоянного тока.

На рис. 4-2,в угол управления равен примерно 285°. Амплитуда напряжения высокой частоты та же, что и нч рис. 4-2,6, но .сдвинута по фазе, так что максимум отрицательного напряжения оказывается в новой точке коммутации. Не понадобилось увеличения амплитуды гармоники, так как разность мгновенных значений между "-о 2-0 момент ко.ммутации не стала большей, чем при условиях рис. 4-2,6. Режим рис. 4-2,в соответствует выпрямителю со сравнительно небольшим напряжением на нагрузке. Как показывает заштрихованная площадь рис. 4-2,в напряжение Vq имеет противоположный знак по сравнению с напряжением Uq на рис. 4-2,0 и 6.

В схеме рис. 4-1 для 1высокочастотной коммутации используется вторая гармоника переменного напряжения. Амплитуда и фаза напряжения высокой частоты изменяются в соответствии с требуемым углом управления. При этом коммутация может осуществляться во всем диапазоне углов фазового управления от О до 360°, а .не только от О до 180°, как это имеет место при ком.мута-ции напряжением сети.

Когда схема с высокочастотной коммутацией работает в качестве выпрямителя с углом фазового управления «=0, среднее напряжение на нагрузке выпрямителя может быть снижено установкой либо опережающего, либо запаздывающего угла фазового управления.

На рис. 4-3 показано, как область работы инверторе с коммутацией напряжением сети расширяется при высокочастотной коммутации. Соответствующая кривая рис. 4-3 показывает, что при этом реактивный ток системы переменного тока изменяется по величине. В зоне

\8/,1прлт - mlepmp

тем > комму та пай тпрр жёнаеи сёШ

Иыспнпчастотцая "коммутация

Рис. 4-3. Зависимость Uo и реактивного тока от уг.па фазового регулирования для схемы, показанной на рис. 4-1.

/ - кривая t/o; 2 - кривая реактивного тока в предположении, что переменное напряжение и ток источника постоянного тока неи.зменны.

Примечание. Индуктивный ток произвольно показан положительным. При фазовом управлении между О и 180° ток отстает от напряжения иа углы от О до 180". При а от ISO до 270° линейный ток опережает напряжение на углы от О до 180°.

с - рабочая точка при условиях рис. 4-2.а: б - рабочая точка при условиях рис. 4-2,6; в - рабочая точка при условиях рис. 4-2.в.

работы С коммутацией .напряжением сети, т. е. а, меняющемся от нуля до 180°, переменный ток отстает от напряжения, так что схема привносит индуктивную нагрузку в сеть переменного тока. В дополнительной зоне фазового регулирования от a=il80° до а=360°, наличие которой становится возможным благодаря высокочастотной коммутации, переменный ток отстает от напряжения более чем на 180°, т. е. его можно считать опережающим напряжение на угол, меньший 180°. Таким образом, схема высокочастотной коммутации позволяет работать в зоне, где в систему.переменного тока привносится опережающая нагрузка. По этой причине инверторы с высокочастотной коммутацией могут использоваться при равном нулю напряжении на зажимах постоянного тока и угле фазового управления несколько большем, чем 270°, для улучшения коэффициента мощности сети переменного тока. Некоторое увеличение угла сверх 270° необходимо, чтобы преодолеть влияние активного и реактивного сопротивлений схемы. Обычно эти сопротивления в силовых схемах очень невелики, так что требуется 86

лишь незначительная степень фазового управления, чтобы обеспечить полное регулирование тока и мощности системы переменного тока.

Когда подача напряжения высокой частоты обеспечивается фиксированным источником, как на рис. 4-1, инвертор с высокочастотной коммутацией в состоянии питать пассивную нагрузку. В этом случае переменное напряжение поддерживается сравнительно стабильным независимо от режима работы инвертора. Пассивная нагрузка может иметь либо опережающий, либо запаздывающий коэффициент мощности. Однако при таких статических нагрузках обычно желательно включать схемы, обеспечивающие по возможности неизменность формы кривой переменного напряжения, что позволяет снизить напряжение высокой частоты, необходимое для коммутации. Необходимо также регулировать фазу напряжения высокой частоты, когда инвертор питает пассивную нагрузку. Если фаза регулируется так, что коммутация всегда оказывается .вблизи макси.мума кривой напряжения высокой частоты, то от внешнего источника требуется наименьшая амплитуда напряжения высокой частоты.

4-2. ЧЕТЫРЕХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР

С ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ КОММУТАЦИЕЙ

С ВНУТРЕННИМ ИСТОЧНИКОМ НАПРЯЖЕНИЯ

ГАРМОНИК

Напряжение высокой частоты, необходимое для коммутации в схеме, показанной на рис. 4-4, можно также обеспечить заменой высокочастотного генератора емкостным .сопротивлением. Напряжение высших гармоник с небольшой амплитудой будет коммутировать схему при работе вблизи углов фазового управления, допустимых при коммутации напряжением сети. Для работы при углах фазового управления вис интервала О-180° требуется уже значительное напряжение высокой частоты. Увеличения напряжений высоких гармоник можно достигнуть либо использованием большего емкостного сопротивления, либо повышением тока нагрузки. Схема рис. 4-4 работает во многом подобно схеме последовательного инвертора (см. гл. 3) за тем исключением, что конденсатор работает при высокой частоте, а не при основной рабочей частоте инвертора.

На рис. 4-5 показаны наиболее важные формы кривых напряжений в схеме рис. 4-4. При построении этих

кривых были приняты те же упрощающие предположения, что и при рассмотрении схемы рис. 4- . Однако 1В это.м случае принято, что постоянный ток имеет некоторую волнистость, обеспечивающую образование треугольной формы волны напряжения гармоник. Принято, что возрастает либо ток .нагрузки, либо емкостное сопротивление так, чтобы в режимах по рис. 4-5,6 и в создавалось напряжение гармоник с большей амплитудой.

Рнс. 4-4. Четырехфазный инвертор

с высокочастотной .коммутацией и источником напряжения гармоник.

чем В режиме по рнс. 4-5,0. Кривые «а рис. 4-5 похожи на кривые рис. 4-2 за исключением того, что напряжение высокой частоты имеет треугольную форму, а не синусоидальную. Это создает различие в отдельных деталях рис. 4-5 и 4-2, но в основном формы кривых напряжений на обоих этих рисунках очень близки друг другу.

Фаза напряжения высокой частоты устанавливается моментом перехода тока с одного тиристора на следующий, что вызывает реверс емкостного тока. Емкостное сопротивление должно соответствовать току нагрузки, чтобы создавалось достаточное напряжение гармоник. Основным недостатком схемы рис. 4-4 является то, что амплитуда напряжения гармоник прямо пропорциональна току нагрузки, если остальные параметры схемы неизменны. Таким образом, при очень малых нагрузках схе-

СЗ О.