Назначение и принцип действия автономного инвертора

1. Угол между векторами.

Угол между векторами и находится по формуле

или .

2. Проекция одного вектора на направление другого вектора.

Проекция вектора на направление вектора находится по формуле

или .

3. Работа постоянной силы.

Из курса физики известно, что работа постоянной силы при прямолинейном перемещении материальной точки равна , где .

Таким образом, , т.е. работа постоянной силы при прямолинейном перемещении материальной точки численно равна скалярному произведению вектора силы на вектор перемещения .

Контрольные вопросы:

1. Какой угол принимается за угол между векторами? Как обозначается угол между векторами?

2. Какой угол принимается за угол между вектором и осью? Как обозначается угол между вектором и осью?

3. Что называется проекцией вектора на ось? Как обозначается проекция вектора на ось?

4. Какие основные свойства проекции вектора на ось Вам известны?

5. Что называется скалярным произведением векторов?

6. Какие свойства скалярного произведения векторов Вам известны?

7. Как скалярное произведение векторов выражается через координаты этих векторов?

8. Что называется направляющими косинусами вектора? Как найти направляющие косинусы вектора?

9. Какой формулой повязаны направляющие косинусы вектора между собой?

10. Какие приложения скалярного произведения векторов Вам известны?

Назначение и принцип действия автономного инвертора

На данной лекции будет рассмотрен другой класс инверторов – автономные инверторы. Invercio – переворачивание, перестановка.

Автономный инвертор – это полупроводниковый инвертор, в котором коммутация полупроводниковых приборов осуществляется под воздействием напряжения, обусловленного внешними по отношению к полупроводниковому инвертору источниками электрической энергии.

В зависимости от характера протекания электромагнитных процессов в схемах автономных инверторов их подразделяют на:

- инверторы тока;

- инверторы напряжения;

- резонансные инверторы.

Рассмотрим это более подробно на примере двух автономных инверторов, питающихся от источника постоянного напряжения U_d (рис.1).

а) б)

Рис.1 Схемы и временные диаграммы инверторов тока (а) и напряжения (б)

Так как в цепи постоянного тока первого инвертора (рис.1, а) включен дроссель L_d с большой индуктивностью, то в интервале между коммутацией ключевых элементов S1 – S4 ток дросселя изменяется незначительно. Поэтому ключевые элементы инвертора изменяют направление (но не мгновенное значение) тока в нагрузке (отсюда и название инверторы тока). Нагрузка таких инверторов носит, как правило, емкостный характер, поскольку при индуктивной нагрузке из-за скачкообразного изменения тока возникали бы перенапряжения, нарушающие нормальную работу элементов схемы.

В схеме (рис.1, б) источник постоянного напряжения подключен непосредственно к ключевым элемента, которые периодически с изменением полярности подключают это напряжение к нагрузке. В результате нагрузка питается как бы от источника переменного напряжения. Такая схема классифицируется как инвертор напряжения.

Нагрузка в этом случае должна носить активный либо индуктивный характер (если на выходе инвертора не установлены специальные фильтры), так как при емкостном характере нагрузки из-за скачкообразного изменения напряжения имели бы место всплески токов.

В резонансных инверторах нагрузка, имеющая большую индуктивность, образует с реактивными элементами схемы инвертора колебательный контур с резонансом напряжений. При этом собственная частота контура должна быть выше или равна рабочей частоте инвертора. Такие инверторы имеют близкую к синусоидальной форму напряжения и тока в нагрузке и применяются для получения переменного напряжения или тока повышенной частоты (более 1000 Гц).

По типу применяемых полупроводниковых приборов, в качестве коммутационных элементов, автономные инверторы подразделяются на:

- транзисторные (маломощные автономные инверторы);

- тиристорные (силовые автономные инверторы);

- комбинированные (транзисторные и тиристорные).

На ЭПС применяют автономные инверторы напряжения с преобразованием напряжения и частоты 1 ф 27,5 кВ 50Гц → постоянное напряжение → переменное трехфазное напряжение 380 В и др. от 150-200 Гц..

Таким образом сущность процесса инвертирования напряжения или тока в автономных инверторах заключается в периодическом подключении нагрузки или первичной обмотки трансформатора к источнику постоянного тока с одной и той же полярностью в однотактных схемах или с противоположной полярностью в двухтактных схемах.