На рисунке 15.2 представлен инвертор, ведомый сетью со средней точкой трансформатора. В качестве источника инвертируемой энергии принята машина постоянного тока ЭМ, работающая в режиме генератора. Для того, чтобы передать энергию от электрической машины в питающую сеть без изменения направления тока, следует изменить полярность включения электрической машины на противоположную.
Рисунок 15.2 - Однофазный инвертор, ведомый сетью
Рассмотрим работу инвертора для случая чисто индуктивной нагрузки , временная диаграмма показана на рисунке 15.3.
Рисунок 15.3 - Временная диаграмма работы однофазного инвертора, ведомого сетью
Допустим, что на интервале 0-1 открыт тиристор VT2, он остается открытым даже при отрицательной полуволне напряжения , т.к.
, при этом ток от электрической машины
втекает в конец обмотки с напряжением
, имеющий положительный потенциал, а вытекает из положительного полюса
электрической машины. Таким образом, электрическая машина становится источником энергии, работает в режиме генератора, а обмотка трансформатора - потребителем. В точке 1 подается отпирающий импульс со сдвигом на угол α, открывается тиристор VT1 (
), напряжение скачком переходит с кривой напряжения
на кривую напряжения
. При этом к тиристору VT2 прикладывается обратное напряжение со всей вторичной обмотки (плюс на катод, минус на анод), что приводит к запиранию тиристора VT2 и переходу тока
на тиристор VT1. При большой величине
ток
, а токи тиристоров имеют форму прямоугольных импульсов. Тиристор VT1 остается открытым на интервале 1-3, на интервале 2-3 тиристор поддерживается открытым за счет электрической машины
. На этом интервале ток
втекает в конец обмотки с напряжением
, имеющий положительный потенциал, а вытекает из положительного полюса
электрической машины. Таким образом, и в этом случае, электрическая машина становится источником энергии, работает в режиме генератора, а обмотка трансформатора - потребителем. Рассматривая ток
и напряжение
, можно сделать вывод, что на участках 0-1 и 2-3 ток и напряжение находятся в противофазе, следовательно, питающая сеть является потребителем энергии.
Кривая дает мгновенные значения противо-э.д.с., которую вырабатывает инвертор. Среднее значение противо-э.д.с.
зависит от угла
, который называется углом опережения открывания тиристоров
=
. (15.1)
Если учесть, что , то получим уравнение обобщенной регулировочной характеристики
. (15.2)
Регулировочная характеристика (рисунок 15.4) показывает, что если , напряжение на выходе преобразователя положительно и преобразователь работает в режиме выпрямителя. Если
, напряжение меняет знак и преобразователь переходит в режим инвертора. Таким образом, преобразователь путем изменения
может переводиться из выпрямительного режима в инверторный и обратно, при соответствующем изменении полярности включения электрической машины. Наибольшее значение противо-э.д.с. равное
развивается при
. Однако уменьшать
меньше некоторого значения
нельзя. На интервале 3-4, который равен углу
, создается отрицательное напряжение, запирающее тиристор. Этот интервал отводится на закрытие тиристора и должен иметь длительность достаточную, чтобы тиристор восстановил свои запирающие свойства
, (15.3)
где - время восстановления запирающих свойств тиристора, является одним из основных динамических параметров тиристоров.
Рисунок 15.4 - Обобщенная регулировочная характеристика выпрямителя - инвертора