» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
» Все публикации автора
Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»
Март, 2020 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №3 (36) 2020
Автор: Стоцкий Кирилл Степанович, Магистрант 2 курс
Рубрика: Технические науки
Название статьи: Мостовой последовательный инвертор со встречнопараллельными диодами и удвоением частоты
Дата публикации: 12.04.2020
УДК
621.382.2
МОСТОВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР СО ВСТРЕЧНОПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ ДИОДАМИ И
УДВОЕНИЕМ ЧАСТОТЫ
Стоцкий
Кирилл Степанович
Фазылов
Ильшат Занфирович
студенты 2
курса магистратуры
кафедра
электромеханики факультет авионики, энергетики и инфокоммуникаций
Уфимский
Государственный Авиационный Технический Университет, г. Уфа
Стоцкая
Диана Рашитовна
студент 3
курса бакалавриата
кафедра
экологии и природопользования, биологический факультет,
Башкирский Государственный Университет, г. Уфа
научный
руководитель: Максудов Денис Вилевич
доцент
кафедры электромеханики.
Уфимский
Государственный Авиационный Технический Университет, г. Уфа
Аннотация. В данной статье описываются физические
основы работы мостового последовательного инвертора со встречнопараллельными диодами
и удвоением частоты.
Ключевые слова: диод, p – n переход, электротехника, инвертор,
удвоение частоты.
Мостовой
последовательный инвертор со встречно-параллельными диодами и удвоением частоты
(рис. 1, а) относится к числу однофазных
резонансных инверторов тока и предназначен для преобразования постоянного тока
в переменный повышенной частоты.
Плечи
моста данного инвертора образованы тиристорами VS1...VS4, встречно-параллельно которым
подключены диоды VD1...VD4.Одна диагональ моста состоит из коммутирующих: дросселя LК1 и
конденсатора СK1, а другая - из защитного дросселя LЗ1,нагрузки ZН1и фильтрового конденсатора Сф1. Мост подключается к источнику
питания Ud(выпрямителю) через входные дроссели Ld1, Ld2.
Основные
достоинства рассматриваемой схемы инвертора заключаются в постоянстве
напряжения на тиристорах при изменении параметров нагрузки в широком диапазоне
и значительном времени, предоставляемом тиристорам на восстановление их
управляющих свойств.
Рассмотрим
принцип действия инвертора в квазиустановившемся режиме.
Фильтровый
конденсатор Сф1 нормально заряжен через входные дроссели Ld1, Ld2,защитный дроссель LЗ1и нагрузку ZН1до напряжения Udисточника питания (выпрямителя).
Пусть
коммутирующий конденсатор СК1 имеет полярность напряжения, указанную на рис. 1, а.
На рис.
1, б приведены временные диаграммы,
поясняющие принцип действия инвертора.
При
подаче управляющих импульсов iУVS1,VS4на тиристоры VS1,VS4 они включаются и начинается
перезаряд коммутирующего конденсатора СК1 по цепи: CФ1-Zh1-LЗ1-VS1-Ck1-Lk1-VS4-Cф1. При этом ток нагрузки течет в направлении, которое
условно назовем прямым.
Параметры
инвертора рассчитаны так, что процесс перезаряда носит колебательный характер.
Поэтому, как только напряжение перезаряда коммутирующего конденсатора станет
выше напряжения источника питания Ud(напряжения фильтрового конденсатора Сф1), и ток тиристоров VS1, VS4пройдет через нуль, они выключаются.
Тем самым заканчивается процесс формирования положительной полуволны тока
нагрузки. После выключения тиристоров VS1, VS4включаются диоды VD1, VD4и ток нагрузки начинает протекать в
обратном направлении, формируя отрицательную полуволну тока по цепи: Ck1-VD1-L31-Zh1-Cф1-VD4-Lk1-Ck1. Как только напряжение на
коммутирующем конденсаторе Ск1 станет ниже
напряжения источника питания Udи ток диодов VD1, VD4пройдет через нуль, они выключаются.
В
течение промежутка времени, когда ток проводили диоды VD1, VD4к тиристорам VS1, VS4было приложено отрицательное
напряжение, равное падению напряжения на диодах, и тиристоры VS1, VS4восстановили свои управляющие
свойства.
Далее
подаются управляющие импульсы на
тиристоры VS3,VS2,которые, включаясь, создают цепь
перезаряда коммутирующего конденсатора СК1: Cф1-Zh1-L31-VS3-Lk1-Ck1-VS2-Cф1, - формируя положительную полуволну
тока нагрузки.
После выключения
тиристоров VS3, VS2включаются диоды VD3, VD2формируя отрицательную полуволну тока
нагрузки по цепи: CК1-LК1- VD3-L31-ZH1-Cф1-VD2-CK1.
Рис. 1. Мостовой последовательный инвертор
со встречно-параллельными диодами и удвоением частоты:
а – схема; б – временные
диаграммы, поясняющие принцип действия инвертора (iУ– импульсы управления тиристорами; iV– ток тиристоров; iН–
ток нагрузки; uCk1– напряжение на коммутирующем конденсаторе; uV– напряжение на тиристорах
Таким образом, в течение одного цикла
работы всех полупроводниковых приборов получаем в нагрузке два полных периода
синусоидального тока (напряжения). Поэтому такие инверторы и называют
инверторами с удвоением частоты.
Список литературы:
- Ровдо А.А.Полупроводниковые диоды и схемы с диодами; Москва, 2011. – 254 с;
- Полупроводниковые диоды. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://book.ggpek.by/promel/teor/1-2-poluprovodnikovye-diody (дата обращения: 10.04.2020);
Комментарии:
