4.1.2 Автономні інвертори струму на повністю керованих ключах

Схема трифазного мостового АІС при імпульсному формуванні вихідного струму виконується на ключах з однобічною провідністю, що вимикаються за колом керування (на рис.4.10 - тиристори) і містить на вході дросель із значною індуктивністю (L_d), а також ємнісний фільтр вищих гармонік (С_ВИХ). Вхідний дросель не допускає миттєвого розриву кола постійного струму. Вихідний фільтр необхідний для сумісності інвертору як імпульсного джерела струму з індуктивним навантаженням, яке не допускає стрибкоподібної зміни струму і забезпечує комутацію струму навантаження при замиканні ключів АІС.

Незалежно від алгоритму роботи АІС формує у вихідних фазах струми i_И імпульсної форми, які є сумою струмів конденсатора i_С і навантаження i_Н (i_И=i_С+i_Н). При імпульсному вихідному струмі АІС ємнісний фільтр істотно змінює його режим роботи, що ускладнює завдання отримання синусоїдального струму навантаження при використанні ШІМ.

Можливості АІС по вихідній напрузі обмежені, що може накласти обмеження для схеми перетворювача. Так, якщо на вході АІС використовується активний випрямляч струму (АВС) з векторною ШІМ (див.п.5.2) граничне значення його випрямленої напруги U_d=2.12U_ФС (U_ФС - фазна напруга мережі). Максимальне потрібне значення напруги на вході АІС U_d можна визначити виходячи з рівності активної потужності на вході і виході АІС (втратами енергії в схемі АІС нехтуємо) (U_Ф - номінальна фазна напруга навантаження АІС). Відповідно до векторної діаграми перших гармонік струмів вихідної фази АІС (рис.4.11) отримуємо. При використанні ШІМ і коефіцієнті модуляції за амплітудоюμ=1 значення . Звідки потрібне значення напруги становить

. (4.9)

Якщо не використовується повна компенсація реактивного струму навантаження I_HP то соsβ<1 і є деякий запас за напругою. Таким чином, АВС може використовуватися без вхідного трансформатора при безпосередньому підключенні до мережі змінного струму (при U_Ф=U_ФС).

При визначенні алгоритму керування АІС необхідно враховувати наступні особливості використання схеми для комутації струму джерела I_d:

а) не можна розривати струм джерела - завжди повинні проводити ключі в двох плечах моста;

б) слід виключити к.з. навантаження, коли замкнуті три ключа АІС, що підключають його виходи до одного затискача джерела;

в) при використанні безструмових пауз (нульових станів) для регулювання вихідного струму замикаються ключі одного плеча для протікання струму джерела.