Півмостовий однофазний інвертор напруги

Схема півмостового однофазного інвертора напруги зображена на рис. 10.4. Силові ланцюги виділені на ній більш товстими.

Такого типу схеми називають півмостовими, бо половину мосту в них складають вентилі (тут - тиристори VS1 і VS2), а другу - інші елементи (тут - конденсатори С1 і С2).

Решта елементів є елементами схеми примусової комутації. Так тиристор VS3, діод VD1 разом з комутуючими конденсатором Ск і дроселем Lk утворюють контур примусового вимикання тиристора a VS4 і VD2 разом з Ск і Lк - контур примусового вимикання тиристора VS2.

Почергове вмикання тиристорів VS1 і VS2 призводить до підмикання до навантаження напруги конденсатора C1 (протікає сгрум І_н1) або конденсатора С2, з такою ж напругою (протікає струм І_н2).

Рис. 10.4 - Півмостовий однофазний інвертор напруги

Робота схеми полягає у наступному.

Після підмикання джерела живлення і заряду конденсаторів С1 і С2, схема керування (на рисунку не показана) вмикає спочатку, наприклад, тиристор VS4.

Конденсатор Ск заряджається до напруги Uдж/2 з полярністю, вказаною на рисунку без дужок по контуру (+С2, Rн, Ск, Lк, VS4, -С2). Після закінчення заряду Cк VS4 сам вимикається, бо струм через нього знижується до нуля.

Це є підготовчим етапом роботи пристрою.

Далі схема керування вмикає тиристор VS1 і на навантаженні з'являється додатна напруга (полярність вказана без дужок).

По закінченні тривалості півперіоду схема керування вмикає тиристор VS3.

Відкритий тиристор VS3 і зустрічно-паралельно увімкнені тиристор VS1 та діод VD1 утворюють контур коливального перезаряду кондесатора Ск. Струм розряду Ск змінюється за синусоїдним законом, бо Lk з Ск являють собою послідовний резонансний коливальний контур.

Як тільки виявиться, що  струм тиристора VS1 потече через VD1. До тиристора VS1 тепер прикладається зворотна напруга, яка дорівнює падінню напруги на VD1 (до одного вольта) і VSI закривається. Час протікання струму через VD1 називається часом запирання тиристора VS1 Він повинен перевищувати час вимикання тиристора.

По закінченні коливального перезаряду конденсатора Ск струм і_к =0, а Ск виявляється зарядженим до напруги зі зворотною полярністю (на схемі у дужках), a VS3 сам вимикається.

Тепер схема готова до наступного циклу роботи, коли на навантаженні буде формуватись від'ємна півхвиля напруги (полярність вказана у дужках), для чого схема керування спочатку вмикає тиристор VS2, а по закінченні тривалості півхвилі - тиристор VS4 і т. д.

Тиристори VS3 і VS4 мають потужність значно меншу за VS1 і VS2, бо працюють короткочасно (тільки на час запирання силових тиристорів).

Інвертор напруги формує на навантаженні напругу, а форма струму залежить від характеру навантаження.

Часові діаграми роботи контуру примусового запирання тиристорів наведені на рис. 10.5.

Рис. 10.5 - Часові діаграми роботи контуру примусового запирання тиристора

Контрольні запитання:

1. Що називається керованим випрямлячем?

2. Які основні методи регулювання напруги постійного струму керованих випрямлячів?

3. Принцип роботи однофазного двопівперіодного керованого випрямляча з нульовим виводом?

4. Призначення та класифікація автономних інверторів?

5. Призначення та принцип роботи однофазного інвертора струму?

6. Що собою являє півмостовий однофазний інвертор напруги?