Функциональные свойства и достоинства МШИМ

Функциональной особенностью способов ШИМ (и МШИМ) является

возможность регулирования уровня выходного напряжения с помощью изменения амплитуды задающего сигнала – U_{З m} . Изменение этой амплитуды относительно

Рис.6-20. Временные диаграммы процессов формирования выходного напряжения в ТИН по алгоритму ВВФ на частоте ШИМ с суммированием токов каналов в выходной цепи с помощью трехфазных трансфильтров (в ТИН типа 3ВВФ(ШИМ)-ТИН+3-3TF≈ ): up1(t), up2(t), up3(t) – развертывающие напряжения симметричной треугольной формы; uЗ(А)(t) – задающее напряжение; u12AO(t), u112AO(t), u1112AO(t) – выходные напряжения каналов; u2AO(t) – результирующее выходное напряжение

амплитуды развертывающего сигнала – U_Рm называют глубиной модуляции: .

Чаще всего используется традиционная область значений параметра μ = 1÷0, которая обеспечивает изменение выходного напряжения от номинального значения до нуля. Импульсно-модуляционное воспроизведение формы задающего сигнала с наименьшими искажениями достигается при значении μ = 1. Однако в длительном номинальном режиме целесообразно использовать так называемый режим перемодуляции, который реализуется при μ >1. Выбором соответствующего значения μ можно реализовать закон модуляции, близкий к трапецеидальному с оптимальным значением степени трапецеидальности β = π/6. При этом значительно уменьшается число переключений КЭ в ТИН и увеличивается содержание основной гармоники напряжения (до 20%).

Полезным свойством МШИМ является увеличение интенсивности (числа интервалов) квантования выходного напряжения с увеличением канальности М. При μ = 1 этот параметр равен:

=ξ·М.

При степени трапецеидальности β = π/6 (рис.6-22) значение этого параметра несколько уменьшается. Это означает, что при выбранном (из условия допустимых искажений тока нагрузки) значении параметра (которое определяет способность спектра напряжения к фильтрации) увеличением канальности М можно уменьшить значение параметра ξ , определяющего частоту переключения КЭ ТИН, и, соответственно снизить динамические потери в них. Это свойство хорошо иллюстрируется путем сопоставления осциллограмм на рис.6-21 и рис.6-22, которые получены на основе ИКМ применительно к ТИН по рис.6-19.

Выходное напряжение ТИН с МШИМ имеет вид сигналов с амплитудно-широтно-импульсной модуляцией – АШИМ и характеризуется значительно пониженными значениями уровней квантования (см. раздел 6.6.6.) в сравнении с традиционными ТИН с ДШИМ одноканального типа, что благоприятно отражается на энергетике и сроке службы изоляции потребителей.

При использовании данного способа инвертирования в ТИН, предназначенных для частотного управляемого электропривода, требуемое изменение его выходной частоты осуществляется за счет изменения частоты задающего сигнала. При этом для реализации достаточно медленных и часто используемых законов изменения частоты с целью уменьшения динамических потерь в КЭ ТИН кратность частоты задания относительно частоты развертки ξ целесообразно оставлять неизменной.

Рис.6-21. Временные диаграммы, иллюстрирующие процесс улучшения спектрального состава выходного фазного напряжения в 3-фазном инверторе с ДШИМ за счет увеличения канальности преобразования (с 1 до М=3) и исключения из него гармоник нулевой последовательности (U2(НП)). На диаграммах (при параметрах алгоритма управления ξ = 9 и μ = 1) показаны: U12AO – напряжение одного канала и U2AO – его результирующее выходное напряжение при наличии нулевого провода; U2(НП) – гармоники нулевой последовательности; U2A – результирующее выходное напряжение фазы «А» при отсутствии нулевого провода.

 

Рис.6-22. Временные диаграммы, иллюстрирующие процесс улучшения спектрального состава выходного фазного напряжения в 3-фазном инверторе с алгоритмом управления его КЭ по способу ДШИМ в режиме перемодуляции за счет: а) увеличения канальности преобразования (с 1 до М=3) и б) исключения из него гармоник нулевой последовательности (U2(НП)). На диаграммах (при параметрах алгоритма управления ξ = 9 и μ = 1,7) показаны: U12AO – напряжение одного из 3-х каналов и U2AO – его результирующее выходное напряжение при наличии нулевого провода; U2(НП) – гармоники нулевой последовательности; U2A – результирующее выходное напряжение фазы «А» при отсутствии нулевого провода.

При реализации же относительно быстрых законов изменения выходной частоты с позиции упрощения аппаратной реализации системы управления частоту развертки целесообразно оставлять неизменной.

Контрольные вопросы

1. Дать определение способа формирования выходного напряжения ТИН на основе алгоритма МШИМ.

2. Чем отличается способ МШИМ от способа ВВФ?

3. Чем определяется режим перемодуляции? Каковы его достоинства?

4. С какой целью в ТИН с многоканальным преобразующим трактом используют трансфильтры?

5. Используя осциллограммы на рис.6-22, изложить процедуру определения напряжения на трансфильтре.

6. В продолжение задания по п.5 изложить логику проектирования трансфильтра.

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться: