Инверторы

Это устройства преобразования энергии постоянного тока в энергию переменного тока, т.е. реализуют процесс обратный выпрямлению.

Основными элементами инверторов являются коммутирующие приборы, которые периодически прерывают ток или изменяют его направление.

Классификация инверторов:

1) по принципу коммутации

- ведомые сетью (коммутация тока осуществляется переменным напряжением сети и частота инвертируемого тока соответствует частоте сети)

- автономные (коммутация осуществляется отдельным независимым устройством, поэтому частота инвертируемого тока определяется частотой управляющих импульсов)

2) по роду преобразуемой величины

- инверторы тока (используется дроссель большой индуктивности, за счет чего ток практически не изменяется)

- инверторы напряжения (используется конденсатор большой емкости)

3) по типу коммутируемых приборов

- тиристорные

- транзисторные

В ряде случаев инверторный режим чередуется с выпрямительным, что характерно для электропривода постоянного тока. В режиме двигателя преобразователь работает как выпрямитель, питающий двигатель. При торможении двигатель переходит в режим генератора, а преобразователь становится инвертором, передовая энергию в сеть переменного тока. Инвертор ведомый сетью показ на рис. 90.

Рисунок 90 – Схема инвертора ведомого сетью

Автономный инвертор представлен на рис. 91. Схема управления обеспечивает попеременное открывание пар тиристоров – VS1, VS3 и VS2, VS4, создавая тем самым ток в нагрузке, протекающий в разных направлениях. Частота тока в нагрузке задается схемой управления.

Рисунок 91 – Схема автономного инвертора

Преобразовате­ли частоты как правило состоят из выпрямителя, преобразующего переменный ток в постоянный, и автоном­ного инвертора, преобразующего постоянный ток в пере­менный ток повышенной, пониженной или изменяющейся частоты.

В электроприводе частотные преобразователи служат для плавного регулирования скорости асинхронного двигателя за счет создания на выходе преобразователя трехфазного напряжения переменной частоты.

Принцип работы частотного преобразователя или как его часто называют - инвертора: переменное напряжение промышленной сети выпрямляется блоком выпрямительных диодов и фильтруется батареей конденсаторов большой емкости для минимизации пульсаций полученного напряжения. Это напряжение подается на мостовую схему, включающую шесть управляемых IGBT или MOSFET транзисторов с диодами, включенными анти параллельно для защиты транзисторов от пробоя напряжением обратной полярности, возникающем при работе с обмотками двигателя. Кроме того, в схему иногда включают цепь "слива" энергии - транзистор с резистором большой мощности рассеивания. Эту схему используют в режиме торможения, чтобы гасить генерируемое напряжение двигателем и обезопасить конденсаторы от перезарядки и выхода из строя.

Используя специальный алгоритм управления - открывая и закрывая перекрестные пары транзисторов формируют направление и ШИМ напряжение в фазах двигателя и создают необходимую величину и форму тока в фазных обмотках при разных частотах вращения поля.