Современная электроника №8/2018

КОМПЕТЕНТНОЕ МНЕНИЕ 100 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2018 следует разделять на импульсную, резо- нансную, конденсаторную, прямую, непрямую, каскодную, квазирезонанс- ную, управляемую коммутации. Комму- тация может быть внешней (external commutation) и внутренней (internal commutation, self-commutation, или interne Kommutierung (нем.)) за счёт приёмов или средств, элементов или, иначе, «компонентов», относящихся к самому инвертору. В ведомых преобра- зователях коммутация (принудитель- ная) внешняя, а в АИ, как правило, при- меняется внутренняя коммутация. Импульсная коммутация (pulsed commutation, упоминаемые назва- ния: принуждённая, принудительная, Е-класса, эмиттерная, естественная, сетевая, линейная, natural commutation, impulsed switching) – выключение вен- тиля за счёт энергии отдельного источ- ника (генератора) напряжения (или тока). К этому способу относятся, в част- ности, коммутация вторичной обмот- кой трансформатора при подаче на пер- вичную обмотку импульсов от генера- тора импульсов, коммутация сетевым источником энергии или нагрузочной аккумуляторной батареей, коммутация за счёт энергии электрической машины (machine commutation). В преобразова- телях, ведомых сетью в основных режи- мах, таким образом, реализуется «внеш- няя импульсная коммутация». Резонансная коммутация (resonant commutation, самокоммутация, есте- ственная, квазиестественная, само- импульсная, коммутация нагруз- кой, А-класса, resonant switching, load commutation, natural commutation, self- commutation) имеет место в резонанс- ных инверторах (или, иначе, в согла- сованных инверторах с резонансной коммутацией), выполненных на одно- операционных и двухоперационных вентилях, и представляет собой про- цесс выключения за счёт колебатель- ного (естественного) спада тока вен- тиля до нуля (или до тока удержания) в специальным образом организован- ной цепи (контуре) коммутации. При использовании транзисторов отпира- ющий управляющий сигнал в момент спада тока вентиля до нуля снимает- ся. Способ резонансной коммутации, кроме АИ, может быть реализован и в других классах устройств, в том числе в преобразователях постоянного напря- жения. Упоминается понятие в форме представленного словосочетания на стр. 345 в книге [5], хотя фактически описываемый в этом источнике спо- соб коммутации (тиристоров) нельзя назвать резонансным (относится к типу квазирезонансной коммутации). Неза- висимо вновь данное определение ста- ло употребляться автором статьи в кон- це 90-х годов для обозначения процес- са коммутации именно в резонансных инверторах (согласованных инверто- рах с резонансной коммутацией). Конденсаторная коммутация (capa- cited commutation, естественная, capa- citor commutation, capacitor swit- ching) – выключение вентиля за счёт доминирующего естественного (экс- поненциального) спада его тока до нуля (или до тока удержания) при заряде конденсатора, включённого в цепь коммутации последовательно [6]. Прямая коммутация (direct com- mutation, одноступенчатая, сопряжён- но-импульсная, межфазная, пофаз- ная, токовая, С-класса, комбиниро- ванная, комплементарная, дополня- ющая, auto-sequential commutation) реализуется при такой организации процесса, когда включение очередно- го основного (силового) вентиля при- водит к спаду тока и последующему выключению (коммутации) работаю- щего (выключаемого, коммутируемо- го) основного вентиля. В IEV (551-16- 09) определение прямой коммутации гласит: перенос тока или «коммута- ция между двумя главными плечами без передачи через любые вспомога- тельные плечи». Согласно определе- нию МЭС 551-16-09 [3], прямая ком- мутация – это переход тока с одного главного вентильного плеча на другое главное вентильное плечо без передачи основного тока в какую-либо вспомога- тельную цепь. Этот способ коммутации получил широкое распространение, например в АИ для электротехноло- гических систем. Прямая коммутация применима в преобразовательных устройствах на одно- и двухоперацион- ных вентилях. В параллельных инвер- торах тока для электротехнологий на SCR-тиристорах, в частности, реали- зуется именно «прямая коммутация» (внешняя или внутренняя). Непрямая коммутация (indirect commutation, косвенная, вспомогатель- но-имульсная, D-класса, двухступенча- тая, побочная, комбинированная), по определению МЭС 551-16-10 (ссылка в [3]), – последовательный ряд комму- таций от одного главного плеча к дру- гому путём последовательных комму- таций через одно или несколько вспо- могательных плеч. В этом определении МЭК на русском языке и, соответствен- но, в IEV (серия коммутаций от одного основного плеча к другому или обратно к исходному путём последовательных коммутаций через одно или несколь- ко вспомогательных плеч) фактиче- ски даётся описание коммутационного цикла. Выключение основного венти- ля при непрямой коммутации начина- ется и обеспечивается за счёт включе- ния вспомогательного (неосновного) вентиля, (в общем случае) управляемо- го или неуправляемого. Непрямая ком- мутация за счёт неуправляемых венти- лей (нетипичный пример) реализуется, в частности, в резонансных инверторах с отсекающими диодами (см. рис. 1). Чаще всего в качестве вспомогатель- ных вентилей используются управля- емые приборы (в том числе указан- ное имеет место в схемах инверторов напряжения на тиристорах SCR с управ- E + – L k2 L k1 L d VD5 VD1 VD3 VD2 VD4 C d C k R n Рис. 1. Однофазный мостовой согласованный инвертор с отсекающим диодом и непрямой коммутацией (с закрытым входом)