Инвертором (преобразователем частоты) в силовой электронике называется устройство, преобразующее постоянный ток в переменный. В вентильном инверторе изменение направления тока в нагрузке достигается соответствующим чередованием замкнутого и разомкнутого состояний вентилей, играющих роль ключей-переключателей тока, каждые полпериода изменяющих его направление в нагрузке.
Инвертирование постоянного тока в переменный имеет большое практическое значение при применении полупроводниковых вентилей, так как в этом случае инверторы оказываются более экономичными и надежными:
1) Электрическое торможение электродвигателей постоянного тока с отдачей энергии торможения в сеть переменного тока.
2) Разряд электромагнитной энергии накопителей (например, электромагнитов ускорителей, обмоток возбуждения)
3) B системе передачи энергии постоянным током для обратного преобразования постоянного тока в переменный в конце линии электропередачи, а также промежуточного отбор а энергии.
Любой автономный инвертор может быть использован в качестве преобразователя частоты. Однако для этого вначале необходимо выпрямить переменное напряжение входной частоты f1, с тем чтобы затем снова преобразовать постоянное напряжение в переменное напряжение с выходной частотой f2. Такие преобразователи частоты поэтому называются преобразователями со звеном постоянного тока.
На схеме
1 - трехфазный мостовой выпрямитель с Г-образным фильтром, питающийся от сети переменного тока 50 Гц;
2 - коммутационные устройства, каждое из которых состоит из двух коммутационных тиристоров Tк1 и Tк2 (или Tк3 и Tк4), конденсатора C1(или C2), дросселя L1 (или L2 );
3 - однофазного мостового параллельного инвертора с четырьмя тиристорами Т1—Т4 и четырьмя диодами Д1—Д4; инвертор преобразует напряжение выпрямителя в переменное напряжение, имеющее частоту, задаваемую системой управления инвертора;
4 - фильтр на стороне вторичного напряжения выходного трансформатора.
Основным узлом преобразователя является инвертор.
Если выходная частота f2 меньше первичной частоты, возможно и целесообразно осуществить более простой вентильный преобразователь частоты с непосредственным преобразованием, без звена постоянного тока.
На рисунке представлена нулевая схема непосредственного преобразования трехфазного тока с частотой в однофазный с частотой f2.
К фазам питающего трансформатора присоединены две группы управляемых вентилей I и II; первая группа присоединена к фазам анодами, а вторая группа - катодами. Активная нагрузка включена между общей точкой обеих групп вентилей Е и нулем трансформатора. Положительный полупериод выходного напряжения Uн с выходной частотой f2 формируется при поочередном включении вентилей I (катодной) группы; отрицательный полупериод напряжения Uн образуется при поочередном включении вентилей II (анодной) группы.
Билет 11