318

318 7. FALOWNIKI NAPIĘCIA

Jeżeli długość półfali napięcia wyjściowego jest równa n, to Ki =K₂ =

(7.14)

Na podstawie równań (7.13) charakterystykę zewnętrzną falownika napięcia U_wy i = /(/_wyl) można wyrazić zależnością

U_wyl = K.U-K.K.RJ^coscp,    (7.15)

Schemat zastępczy falownika opisany równaniem (7.15) i jego charakterystyki podano na rys. 7.3. Pochylenie charakterystyki zależy od współczynnika mocy cos<p_x obwodu obciążenia. Ze względu na bardzo małą wartość rezystancji źródła, sztywność charakterystyk jest duża i prąd zwarciowy

/

wyl zw

u

K₂R_zcoscp_l

(7.16)

może osiągać duże wartości również przy obciążeniu rezystancyjnym (cosę), = 1).

_7.3_

Tyrystory SCR (o sterowanym włączaniu) w układach falowników napięcia

Do połowy lat siedemdziesiątych tyrystory SCR o sterowanym włączaniu były niemal jedynymi przyrządami stosowanymi jako łączniki przełączające w falownikach napięcia, zwłaszcza średniej i dużej mocy. Wytwórcy przyrządów półprzewodnikowych rozwijali produkcję tyrystorów asymetrycznych i wstecznie przewodzących, uwzględniając głównie potrzeby tych układów przekształtnikowych. Przyrządy półprzewodnikowe mocy w pełni sterowalne, których szybki rozwój nastąpił w ostatnich latach, mają korzystniejsze niż tyrystory SCR właściwości, spełniające wymagania nowoczesnych falowników napięcia. Nie potrzebują bowiem dodatkowych układów do wymuszanego wyłączania, a ich parametry dynamiczne są nieosiągalne dla tyrystorów o sterowanym włączaniu. Tranzystory mocy i tyrystory wyłączalne są już obecnie wykorzystywane w falownikach napięcia w szerszym zakresie niż szybkie tyrystory SCR. Być może tyrystory klasyczne zostaną całkowicie wyeliminowane z tych układów, niemniej dotychczas tyrystorowe falowniki napięcia, zwłaszcza dużej mocy, są nadal stosowane w wielu urządzeniach przemysłowych.

W falownikach napięcia wyłączanie prądu w gałęziach odbywa się bez zmiany kierunku napięcia wyłączanej gałęzi, wymaga więc, w przypadku zastosowania tyrystorów klasycznych, stosowania układów komutacyjnych. Zwykle układ komutacyjny przejmuje prąd wyłączanego zaworu i polaryzuje go w kierunku wstecznym przez czas większy od czasu wyłączania tyrystora.

Dość często stosowanym rozwiązaniem są rezonansowe układy komutacyjne równoległe do wyłączanego tyrystora (p. 5.4), umożliwiające wytwarzanie