Современная электроника №8/2018

КОМПЕТЕНТНОЕ МНЕНИЕ 98 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2018 Вопросы терминологии и классификация инверторов Часть 3 Автономные инверторы по принципу действия могут быть разделены на три класса: инверторы напряжения, инверторы тока и согласованные инверторы (matched inverter). Резонансные инверторы являются частным случаем в классе согласованных инверторов. Как правило (но не всегда), резонансные (согласованные) инверторы – это устройства с резонансной коммутацией. Для вентильных устройств, кроме употребляемого термина «коммутация» (коммутационная операция выключения вентилей), необходимо ввести понятие коммутационного цикла. Евгений Силкин (elsi-mail@ya.ru) В [1] можно прочитать, что, по мне- нию авторов этой классической рабо- ты, «основной особенностью каждой из известных схем» (имеются в виду схемы автономных инверторов – АИ), «во многом определяющей... характе- ристики АИ, является способ осущест- вления коммутации тока». Здесь заме- тим, что в различных режимах работы отдельных преобразователей электри- ческой энергии, в принципе, возможны и различные виды (способы осущест- вления) коммутации вентилей, а также их комбинации (классификационный признак не всегда является однознач- ным, поэтому не может быть и основ- ным, хотя, безусловно, относится к существенным [2] признакам, и клас- сификация по этому признаку обыч- но «не является чисто формальной»). В IEV (International Electrotechnical Vocabulary – IEC 60050) коммутация (551-16-01, commutation) в «электрон- ном силовом преобразователе – (это) перенос тока без прерывания тока от одного проводящего силового плеча к следующему очередному, причём оба плеча одновременно проводят ток в течение конечного временно ′ го интер- вала». В [3] со ссылкой на МЭС 551-16-01 в определении коммутации «плечи» заменены на «электрические венти- ли», а «конечный временной интер- вал» трактуется (расшифровывается) как «интервал коммутации». Общее определение коммутации из IEV и [3] отчасти соответствует по смыслу известному (довольно рас- пространённому) понятию коммута- ции вентилей в выпрямителях, ведо- мых сетью инверторах и непосред- ственных преобразователях (низкой) частоты или числа фаз (и других типов устройств) для режимов с так называ- емой «естественной» коммутацией за счёт напряжения питающей или при- ёмной сети переменного тока (ина- че: «сетевая», «линейная», «машинная» или «внешняя» коммутация). Для ука- занных устройств применим также спо- соб и, соответственно, термин «искус- ственная» (иначе: «конденсаторная» или «высокочастотная») коммутация для обозначения перевода или «пере- хода» (переноса) тока между работаю- щими вентилями (за счёт включения в контур или цепь коммутации допол- нительного источника напряжения, в частности напряжения на так называе- мом «коммутирующем» конденсаторе, – компенсационные преобразователи). Рассмотренное общее определение коммутации, заметим, является, скорее всего, неудачным. По существу приво- димого понятия коммутации как толь- ко операции «непрерывного» перевода тока с вентиля на вентиль этот реаль- ный процесс, можно считать, отсутству- ет, например во всех одновентильных (одноключевых или четвертьмосто- вых) преобразовательных устройствах, в управляемых выпрямителях с нуле- выми вентилями, работающими на нагрузку с индуктивностью, или во всех ведомых преобразователях в режи- мах разрывных токов, в резонансных инверторах, в АИ с двухступенчатой (или непрямой) коммутацией, в пре- образователях с «естественной конден- саторной коммутацией», когда одноо- перационный вентиль выключается за счёт (экспоненциального) спада пря- мого тока до нуля (или до тока удержа- ния), в инверторах напряжения и проч. Так и утверждается, в частности, в [4]. После упоминания в едином контексте в разделе 32.20 коммутации вентилей как операции выключения и как про- цесса «перехода» тока с одного венти- ля на другой (или с одного вентильно- го плеча на другое) «в течение опреде- лённого интервала времени, которое в пределе при мгновенной коммута- ции стремится к нулю» и многократно- го смешения понятий авторы делают вывод, что одним из возможных спосо- бов (или «случаев») выключения вен- тилей в преобразовательных установ- ках является «спад анодного тока вен- тиля к нулю без коммутации (т.е. без перевода тока на какой-либо другой, главный или вспомогательный, вен- тиль преобразователя)… такой спад тока к нулю может быть обусловлен либо наличием в цепи источника пере- менного напряжения (например, сети при работе выпрямителя или ведомого сетью инвертора в режиме разрывного тока) либо колебательным характером самой цепи (например, в автономных резонансных инверторах)». IEV же содержит 11 правил, касаю- щихся различных выделяемых дан- ным источником видов (методов) ком- мутации в электрических преобразо- вателях (что, вероятно, подчёркивает важность признака): прямой (direct) и непрямой (indirect) коммутации, внешней (external) коммутации и само- коммутации (self-commutation), или, по аналогии, «внутренней» коммута- ции. При этом определение непрямой коммутации (551-16-10, серия комму- таций от одного основного (или глав- ного) плеча к другому или обратно к исходному путём последовательных коммутаций через одно или несколь- ко вспомогательных плеч) явно про- тиворечит общему определению ком- мутации (551-16-01) в этом же доку- менте. «Внешняя коммутация», по IEV, это коммутация за счёт сети или линии (line commutation), нагрузки (load commutation) и вращающей- ся электрической машины (machine