Tag Archives: ШИМ

Методы управления автономными инверторами.

В современных замкнутых электроприводах для регулирования первой гармоники выходного напряжения инвертора и его частоты, в основном, используются методы импульсного регулирования. Содержание высших гармоник при снижении напряжения в этом случае обычно увеличивается, однако достоинством указанного способа является высокое быстродействие преобразователя.

Чтобы уменьшить содержание высших гармонических составляющих в кривых выходного напряжения, увеличивают частоту модуляции и применяют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) по синусоидальному закону.

Широтное регулирование напряжения.

Этот способ ранее использовался для регулирования напряжения управляемого выпрямителя на входе инвертора. В настоящее время при использовании в качестве ключевых элементов инвертора полностью управляемых транзисторов и тиристоров, возможно применение данного метода в устройствах, где не предъявляются жесткие требования к гармоническому составу кривой напряжения инвертора. Суть метода сводится к открыванию ключей мостового инвертора в соответствии с алгоритмом получения 3х-фазной последовательности и регулировании времени отрытого состояния ключей D. При этом в зависимости от величины D будет меняться форма суммарных кривых фазного напряжения инвертора, величина его среднего за период значения, частота и гармонический состав (рис.1).

Рис. 1

Если угол отпирания ключа равен 180º  в кривых тока и напряжения исчезает пауза, что может привести к появлению сквозных токов. В то же время при малых углах отпирания резко ухудшается гармонический состав выходного напряжения, соответственно тепловой режим двигателя и ограничение диапазона регулирования его частоты вращения.

Широтно-импульсная модуляция.

Способ, применяемый для импульсного регулирования напряжения постоянного тока, может быть использован и для регулирования переменного напряжения инвертора.

При этом выходное напряжение инвертора модулируется высокочастотными сигналами (рис.6,а) при которых кратковременные импульсы длительностью t1 соответствующие напряжению на входе инвертора Ud, напряжения сменяются паузами t2

Среднее напряжение за период

Uср= Ud(St) / (0.5T) = g Ud,

где   St -сумма проводящих отрезков времени за полупериод Т/2;

g = (St) / (0.5T) — коэффициент заполнения.

Путем изменения соотношения между проводящими и непроводящими отрезками времени, т.е. изменяя коэффициент заполнения, можно регулировать среднее значение выходного напряжения при неизменном значении Ud, изменяя число импульсов в полупериоде можно регулировать частоту выходного напряжения инвертора.

Широтно-импульсная модуляция по синусоидальному закону.

Если при постоянной несущей частоте изменить соотношение t1и t2 по синусоидальному закону

(t1 +  t2)t =m sinW t,

где     m — коэффициент глубины модуляции;

W — частота модуляции,

то среднее значение напряжения на нагрузке за период несущей частоты также будет меняться по синусоидальному закону с частотой модуляции

Uн.ср.= m Ud sinW t.

Рис.2: а) многократная ШИМ при t1=t2;

Рис.2: б) многократная ШИМ по синусоидальному закону

Коэффициент глубины модуляции показывает в каких пределах изменяется длительность интервалов t1 и  t2 в течение периода частоты модуляции. При m=1 длительности t1 и  t2 изменяются от 0 до t, а амплитуда среднего значения напряжения равна Ud.

Таким образом, изменяя m  и W t, можно осуществить независимое регулирование амплитуды и частоты напряжения на нагрузке при постоянной несущей частоте и неизменном выпрямленном входном напряжении. На рисунке 2,б показан один из способов формирования напряжения инвертора с однополярной ШИМ по синусоидальному закону.

 

P. S. Бесплатная программа, облегчающая жизнь меломанам. Вопрос с поиском музыки и видеороликов решен ! Действительно удобная программа позволит вам скачивать понравившиеся аудиозаписи и вконтакте видео прямо со страниц вконтакте. Не нужно ходить на другие сайты и искать там трек по названию — все доступно непосредственно со страниц социальной сети вконтакте.