2. Трехфазный автономный инвертор напряжения (Трехфазный мост)

Описание схемы

К «+» источника прикладывается постоянное напряжение .

Нагрузкой инвертора является асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Последовательное напряжение, приложенное к фазам А, В, С, заставляет вращаться двигатель.

Инвертор собран обязательно на полностью управляемых полупроводниках, т.е. ключах, в данном случае IGBT.

Параллельно каждому из полупроводниковых ключей устанавливают противодиоды, предназначенные для организации пути протекания тока нагрузки от энергии неуспевшей выделиться за рабочий цикл в нагрузке (если диода не будет, то пробьется ключ).

Для коммутации ключей между полумостами устанавливают C_к.

Между полумостами устанавливают шунтирующие дроссели. Они подавляют помехи высокочастотных наводок, возникающих в результате коммутации ключей.

Длина проводников - от нулевых точек от 0 до а, от 0 до b, от 0 до с.Т.е. проводники ограничены в длине.

Работа

1. Интервал времени 0<t<t₁

На пару ключей VT_1-4 подаются управляющие сигналы от СУ. Они открываются и постоянный ток будет иметь путь: «+», VT1, Др_А, L_A, L_B, Др_В, VT4, «-».

По обмотке L_A постоянный ток проходит в прямом направлении (от зажима фазы А к нулевой точке), поэтому в нагрузку L_A выделится положительная полуволна.

2. Интервал времени t₁<t<t₂

На противоположную пару ключей VT_3-2 подаются управляющие сигналы. Они открываются и постоянный ток i_п будет иметь путь: «+», VT3, L_B, L_A, L_B, Др_А, VT2, «-».

Т.к. по обмотке L_A ток прошел в обратном направлении, то падение напряжения в ней будет отрицательным.

Т.о. в нагрузке сформировалось знакопеременное периодическое прямоугольной формы напряжение.

Аналогичным способом, но смещением во времени на угол = 120⁰ формируется напряжение фаз В и С.

В один и тот же момент времени у трехфазного инвертора создается ситуация, что один и тот же ключ должен пропускать (формировать) положительную и отрицательную полуволны разных фаз.

Пусть время будет выбрано произвольно.

В это время при t_к должен пропускать положительную полуволну фазы А и отрицательную полуволну фазы С:

1. Для этого СУ формирует управляющие сигналы, так что в этот момент времени t_к фаза С не формируется (т.е. происходит прерывание на фазе С).

2. Так же необходимо выдерживать интервал времени t_п между переключениями полуволн.

3. Прямоугольно напряжение на выходе инвертора нас не устраивает из-за наличия высших гармоник в нем. Как известно все инверторы используют ШИМ-модуляцию для формирования синусоидального вида выходного напряжения

Т.о. видно, что требования, предъявляемые к СУ очень велики.

Если учесть динамику процессов:

• Изменение момента на валу

• Обороты вала

• Токи потребляемые статорной обмоткой

то СУ приходится учитывать все эти изменения . Другими словами, СУ должна быть адаптивной к внешним (учитывать изменения внешних факторов).

Без микроконтроллерной или микропроцессорной СУ такой инвертор работать не будет.

3. Регуляторы тока и напряжения.