Индуктивная нагрузка

Принцип действия схемы можно объяснить, рассмотрев четыре фазы ее работы. Диоды D_x и D₂ называются возвратными диодами. Инвертор не может управлять индуктивной нагрузкой без возвратных диодов. Без диодов в схеме имеются большие выбросы напряжения при пере­ключении тиристоров, поскольку нагрузка индуктивная. Эти выбросы напряжения могут разрушить тиристоры. Электрическая схема, рабочие фазы и форма выходного сигнала однофазного полумостового инвертора с индуктивной нагрузкой изображены на рис.4.

Фаза I. Тиристор Т₁ находится в проводящем состоянии, и через нагрузку протекает ток положительного полупериода. Ток через ин­дуктивную нагрузку линейно увеличивается. В момент времени t= t₂ тиристор Т₁ принудительно закрывается за счет изменения полярности напряжения на нагрузке. Направление тока при этом сохраняется.

Рис.4 - а) Схема полумостового инвертора с индуктивной нагрузкой;

б) Фазы работы схемы,

в) Форма напряжения полумостового инвертора

Фаза II. Ток со стороны нагрузки смещает в прямом направлении диод D₂, и он переходит в состояние проводимости. Мощность со сто­роны нагрузки передается в источник питания V₂. Когда величина тока падает до нуля, диод D₂ запирается.

Фаза III. Пока диод D₂ проводит ток, тиристор Т₂ не может нахо­диться в состоянии проводимости, поскольку он смещен в обратном направлении. Как только диод D₂ запирается, можно включить тирис­тор Т₂. На промежутке времени t₂ - t₃ напряжение и ток отрицательные, а мощность - положительная, то есть мощность передается от источника питания к нагрузке. В момент времени t= t₄ тиристор Т₂ принудительно включается.

Фаза IV. На индуктивной нагрузке изменяется полярность напря­жения, но направление тока через нее сохраняется. За счет изменения полярности напряжения диод D₁, смещается в прямом направлении. Ток теперь течет по направлению к источнику питания V_v, имеет место рециркуляция мощности. Этот процесс продолжается до тех пор, пока диод D₁ не перейдет в закрытое состояние в момент времени t₅. Если тиристор Т₁ снова включить, вышеупомянутые процессы повторятся.

При работе инвертора на RL-нагрузку ток в цепи изменяется эк­споненциально. Площади положительных и отрицательных периодов не равны, так как на резистивной компоненте нагрузки в противофазные периоды рассеиваются разные мощности.

Полумостовой инвертор с RLC – нагрузкой

Рис.5 - а) Схема полумостового инвертора с RLC-нагрузкой, б) Форма напряжения и тока полумостового инвертора

Электрическая схема и форма выходного сигнала однофазного полумостового инвертора с RLС-нагрузкой изображены на рис.5. Если инвертор питает RLС-нагрузку, отдельная цепь коммутирования не тре­буется. Это можно объяснить с помощью символического изображения на рис.5б. Рабочая частота инвертора должна быть выбрана такой, чтобы Х_с > X_L. При этих условиях в этой схеме ток опережает по фазе напряжение. Ток в нагрузке изменяется синусоидально. В промежутке времени от t₀ до t_l тиристор Т₁ находится в проводящем состоянии. В момент времени t₁ = t₂ тиристор Т₁, выключается, так как ток в цепи уменьшается до нуля. В промежутке времени от t₁ до t₂ диод D₁ находится в проводящем состоянии и мощность передается от нагрузки к источнику питания. Диод D₁ находится в проводящем состоянии до тех пор, пока на конденсаторе присутствует напряжение. Когда диод D₁ находится в состоянии проводимости, тиристор Т₁ смещен в обратном направлении. Таким образом, специальная цепь принудительной коммутации в этом случае не требуется. В этой схеме RLC-нагрузка обеспечивает комму­тацию тиристоров. В течение отрицательного полупериода тиристор Т₂ находится в проводящем состоянии, через некоторое время диод D₂ на­чинает проводить, вследствие этого тиристор Т₂ смещается в обратном направлении и запирается.