Современная электроника №9/2018

КОМПЕТЕНТНОЕ МНЕНИЕ 90 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2018 Вопросы терминологии и классификация инверторов Часть 4 В четвёртой части статьи будут кратко рассмотрены возможные дополнительные элементы в классификации автономных инверторов, имеющие, в определённом смысле, частный характер, которые в то же время могут быть полезными и неформальными. Евгений Силкин (elsi-mail@ya.ru) Продолжая тему, начатую в преды- дущих частях статьи [1–3], отметим, что реальный инвертор, кроме сило- вой части, обычно содержит и различ- ные вспомогательные (слаботочные) цепи (ГОСТ 18311-80), в томчисле цепь (систему) управления. Системыуправле- ния-регулирования инверторов сегодня могут, в частности, иметь равное коли- чество входов-выходов аналогичного назначения, одинаковые «обратные» свя- зи, конструктивное исполнение, габари- ты и вес и выполняться на одной и той же (илиподобной) элементной базе, но принципиально отличаться при этом качеством функционирования. Терми- ны «управление» и «регулирование» при- менительно к автономныминверторам (АИ) имеют смысл (иих различают, так сложилось в течение минимум послед- них пятидесяти лет), соответственно, как операции (процесс) формирования, рас- пределения (или «расстановки») ипода- чи управляющих сигналов на вентили силовойчасти (управление инвертором) и как «управление режимом» устройства и (или) технологическим процессом (суть – «регулирование», варьирование нагрузки, стабилизация, поддержание параметра или параметров, программ- ное изменение ипрочее). По принципу управления и способуфункционирова- ния системыуправления-регулирования инверторыразделяются на устройства с независимымвозбуждением, зависимым возбуждением и автогенераторные [4]. В системах с независимым возбужде- нием (в схеме управления) содержится отдельныймаломощныйисточник коле- баний для управления силовыминверто- ром, которыйи задаёт основнуючастоту выходного сигнала. При таком возбуж- дении в общем случае управление осу- ществляется от импульсов управляемого задающего генератора (преобразовате- ля напряжения в частоту). Независимое возбуждение реализуется в томчисле и в различных устройствах с «фазовой авто- подстройкой частоты». В классическом представлении опре- делениемоментов включения вентилей на каждом интервале повторяемости при зависимом возбуждении (инверто- ра) «производится времязадающимиили фазосдвигающими устройствами, син- хронизируемыми выходным напряже- ниемили токоминвертора». Вобщемслу- чае синхронизацияможет осуществлять- сяне только выходнымнапряжениемили током инвертора, но и любым другим сигналом или комбинацией сигналов (в любой цепи силовой схемыинверто- ра и нагрузки, если это обоснованно и/ илинеобходимо), а синхронизирующий сигнал (комбинация сигналов) преобра- зуется цепью управления по амплитуде и фазе, или, точнее, временно ′ му сдвигу (классическое представление) в сигна- лы управления вентилями [4–6]. Примером мощных автогенератор- ных устройств (инверторов) могут слу- жить ламповые генераторы для элек- тротехнологии (в них есть и положи- тельная обратная связь, и контроль фаз сигналов обратной связи, а также выпол- няются необходимые и достаточные «условия», или балансыфаз и амплитуд). В ГОСТ 24346-80 под «самовозбуждени- ем» понимается «возбуждение колеба- ний (вибрации) системыпоступлением энергииот неколебательногоисточника, которое регулируется движением самой системы». Наиболеежеширокона прак- тике используютсямаломощные автоге- нераторные устройства (инверторы). АИ выполняются по следующим схе- мам (имеются в виду силовая часть и способ соединения вентилей схемы): одноключевым или четвертьмосто- вым (quarter-bridge), нулевым (with zero terminal), полумостовым (half-bridge), мостовым (full-bridge) однофазным и многофазным, одно- и многоячейко- вым (multiple connection, multicellular), а также составным (composite circuit, при питании от нескольких источни- ков по числу секций инвертора). К мно- гоячейковым относятся, в частности, «многоуровневые» (multi-level inverter) и «матричные» (matrix inverter) схемы. Однонаправленная («нулевая», ори- гинальный перевод в самомисточнике) схемапреобразователя, по IEV(551-15-12, single-way connection (of a converter)), определяется как «преобразовательное соединение, такое, что ток через каж- дую из фазных клемм цепи переменно- го тока является однонаправленным». В [7] нулевая схема, называемая также «однонаправленной», – это «схема пре- образователя, в которой ток через каж- дыйизфазныхвыводовцепипеременно- готокапротекает тольководномнаправ- лении». Заметим, что название «нулевая схема» дляинверторовполучилораспро- странение от вводимых в силовуючасть в некоторых технических решениях выходных трансформаторов с «нулевы- мивыводами» (впервичныхобмотках) и для АИопределения «нулевой схемы» из IEV и [7] неприменимы (кроме того, их такжеможноотнестиивобщемкнеудач- ным). В [8] рассмотреныварианты«нуле- выхсхем» инверторов токабез выходных трансформаторов. Определяющим для всех «нулевых схем» инверторов являет- сяиспользование в соединениивентилей толькооднойгруппы(анодной, катодной, коллекторной или эмиттерной, истоко- войит.д.) изамена вентилейдругойгруп- пынаобмотки, вчастностиотодногоили несколькихнагрузочных трансформато- ров, илина реакторы (см. рис. 1). Многоячейковым устройством, со- гласно IEV (multiple connection, multi- connected converter), называется пре- образователь (инвертор), «состоящий из двух или более преобразователь- ных блоков, соединённых параллель- но или последовательно или парал- лельно и последовательно, каждый из которых является действующим пре- образователем». В [7] же со ссылкой на МЭС 551-12-41 дано следующее неудач- ное определение многоячейкового пре-