Инверторы

Некоторые электронные устройства, входящие в состав автоматических систем управления производственными процессами, требуют для своей работы энергию переменного тока определенной частоты. Такие системы устанавли­вают на различных мобильных агрегатах, источниками питания которых слу­жат устройства прямого преобразования энергии (топливные элементы, акку­муляторные батареи, термо- и фотоэлектрические преобразователи и др.).

В состав блока питания электронных устройств входят так называемые автономные инверторы, осуществляющие преобразование постоянного тока в переменный с неизменной или регулируемой частотой.

а) б)

Рис. 17.9

Основными элементами инвертора являются тиристоры и конденсатор. Конденсатор обязателен в схеме для обеспечения запирания тиристоров и фор­мирования выходного напряжения.

В автономном инверторе напряжения источник питания работает в ре­жиме источника ЭДС. Напряжение на нагрузке появляется при поочеред­ном включении тиристоров VS 1, VS 4 и VS 2, VS 3, управление кото­рыми осуществляется импульсами сигналов, поступающих от специальной схемы управления СУ.

Входной управляющий импульс от СУ открывает первую пару тиристо­ров VS 1 и VS 4 и закрывает ранее открытые VS 2 и VS 3. На сопротивле­нии нагрузки возникает напряжение положительной полярности, которое равно ЭДС Е источника питания (рис. 17.1 б). Второй управляющий импульс запирает тиристоры VS 1 и VS 4 и открывает пару VS 1 и VS 4. В этом случае напряжение , также равное ЭДС, имеет отрицательную полярность. Таким образом, напряжение на нагрузке переменное и имеет прямоуголь­ную форму.

При открытии и закрытии тиристоров ток нагрузки изменяется не скач­кообразно, а плавно (вследствие активно-индуктивного характера на­грузки). При уменьшении до нуля и изменении затем направления ток не может протекать через тиристоры, так как одна их пара закрыта, а для другой он имеет обратное направление. Для прохождения тока нагрузки в схему включены диоды VD 1– VD 4 в направлении, обратном тиристорам.

Чтобы получить напряжение на выходе инвертора, близкое к синусои­дальному, необходимо последовательно с нагрузкой включить фильтр, отсе­кающий высшие гармоники напряжения.

Контрольные вопросы:

1. Нарисуйте схему однополупериодного выпрямителя и объясните его работу?

2. Каковы недостатки однополупериодного выпрямителя?

3. Нарисуйте схему двухполупериодного выпрямителя и объясните его работу.

4. Каковы недостатки двухполупериодного выпрямителя?

5. Нарисуйте мостовую схему выпрямителя и объясните ее работу.

6. Нарисуйте схему трехфазного выпрямителя с нейтральной точкой и объясните ее работу.

7. Нарисуйте мостовую схему трехфазного выпрямителя и объясните ее работу.

8. Объясните принцип работы сглаживающего фильтра.

9. Нарисуйте схемы наиболее распространенных сглаживающих фильтров.

10. Для чего служит стабилизатор напряжений?

11. Каковы два основных типа стабилизаторов напряжений?

12. Нарисуйте схему простого стабилизатора напряжения на стабилитроне и объясните, как она работает.

13. Нарисуйте схему последовательного стабилизатора и объясните схему ее работы.

14. Нарисуйте схему параллельного стабилизатора и объясните схему ее работы.

15. Что такое инверторы?

ЛИТЕРАТУРА

1. Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники. – М., 1983.

2. Обозначения условные графические в схемах. ГОСТ 2.728-74, 2.747-68, 2.730-732.785-74.

3. Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники. – М., 1976.

4. Усс Л.В., Красько А.С., Климович Г.С. Общая электротехника с основами электроники. – Мн., 1990.

5. Касаткин А. С, Немцов М. В. Курс электротехники. Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 2005.

6. Электротехника: Учеб. пособие для вузов /Б. А. Волынский, Е. Н. Зейн, В. Е. Шатерников. – М.: Энергоатомиздат, 1987.

[1] электронно-оптические приборы будут рассматриваться в последующих главах

[2] в настоящей книге не рассматривается