Инверторы. Последовательный инвертор.

Инве́ ртор — устройство для преобразования постоянного тока в переменный ток с изменением величины напряжения или без. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, по форме приближённого к синусоиде, или квазисинусойде.Инвертор выполняет функцию, противоположную выпрямителю.

Синусоида (PureSineWave) иквазисинусоида (ModifiedSineWave)

 

Существуют две формы выходного напряжения, генерируемые инверторами: синусоидальное и квазисинусоидальное.

Синусоидальное напряжение такое-же, как в вашей домашней электросети. Эта форма выходного напряжения наиболее предпочтительна для питания телевизоров, компьютеров и музыкальных центров, а также других устройств, которые боятся помех по питанию.

Квазисинусоидальная форма выходного напряжения только имитирует синусоиду и имеет форму меандра. Тем не менее инверторы с квазисинусоидальным выходным напряжением имеют свои преимущества. При меньшей цене с таким же успехом они могут использоваться для питания различных механизированных инструментов, нецифровых микроволновых печей, ламп накаливания, электромоторов и т.д.

Основной недостаток инверторов с квазисинусоидальным выходным напряжением - они создают небольшие помехи, которые могут быть видны на некоторых телевизорах и компьютерах. Это не может привести к повреждению, но, видимо, будет раздражать. Основное преимущество - такие инверторы могут использоваться в большинстве случаев при меньшей цене.

 

Последовательный инвертор

 

Электрическая схема, рабочие фазы и формы выходных сигналов последовательного инвертора изображены на рис. 1. Такая схема на­зывается последовательным инвертором, поскольку в ней нагрузочное сопротивление включено последовательно с емкостью. R - нагрузочное сопротивление, L и С - коммутационные элементы. Такой тип ин­вертора содержит два тиристора. Рассмотрим подробнее фазы работы такой схемы.

 

Фаза I. Тиристор Т₁ включается в момент времени t_o. Начинается заряд конденсатора от источника питания. Последовательная цепь R, L и С формирует синусоидальный ток через нагрузочное сопротивление и выполняет функцию демпфирующей цепи. Когда ток в цепи умень­шается до нуля, тиристор Т₁ запирается. Напряжение на нагрузочном сопротивлении находится в фазе с током тиристора. Формы напряжений V_L и V_c можно получить с помощью теоремы Кирхгофа: (V_L+ V_c = E), величины V_L и V_c должны удовлетворять условиям этого уравнения.

 

Фаза II. Тиристор Т₂ не должен включаться сразу после того, как ток через тиристор Г, уменьшится до нуля. Для лучшего запирания тиристора Т₁, к нему необходимо приложить небольшое обратное на­пряжение. Если тиристор Т₂ включается без запаздывания, или мертвая зона отсутствует, напряжение источника питания замыкается через открытые тиристоры Т₁ и Т_г._. Если оба тиристора находятся в закрытом состоянии, то V_R = 0, V_L= 0, следовательно, L di/dt = 0 и конденсатор С остается незаряженным.

 

Фаза III. В момент времени t₂ тиристор Т₂ включается и инициирует отрицательный полупериод. Конденсатор разряжается через L, R и Т₂. Следует заметить, что электрический ток через нагрузочное сопротивле­ние R протекает в противоположном направлении. В момент времени, когда этот ток уменьшается до нуля, тиристор Т₂ выключается. Формы напряженийV_L и V_c можно получить с помощью теоремы Кирхгофа: (V_L + V_c = 0), величины V_L и V_c должны удовлетворять условиям этого уравнения.

 

Рис.1 - Последовательный инвертор:

а) Электрическая схема; б) Фазы работы схемы; в) Формы напряжений и токов в цепях последовательногоинвертора

 

Если тиристор Т1 запустить с задержкой на величину мертвого времени, вышеупомянутые процессы повторятся.

Преимущества:

1. Простая конструкция.

2. Выходное напряжение близко к синусоидальному.

Недостатки:

1. Индуктивность L и конденсатор С имеют большие габариты.

2. Источник питания используется только в течение положительного полупериода.

3. В выходном напряжении имеются высшие гармоники из-за наличия мертвой зоны.

Последовательный инвертор лучше всего подходит для высокочастотных устройств, так как для требуемых значений L и С уменьшаются их габариты. Время периода для одного цикла составляет:

T₀=T + 2t_d. где T = l/f_t и t_d - мертвое время.

 

Выходная частота последовательного инвертора всегда меньше резонансной частоты вследствие наличия мертвой зоны. Значение выходной частоты может варьироваться путем изменения мертвого времени.

 

 

 

Рис.2. -Форма выходного напряжения последовательного инвертора

 

 

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Вычитающий последовательный счётчик
2. Последовательный и параллельный строй текста.
3. Последовательный колебательный контур
4. Универсальный последовательный приемопередатчик КР580ВВ51
5. Управляемые выпрямители и ведомые сетью инверторы.