ИНВЕРТОР С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

Организация широтно-импульсной модуляции (ШИМ) в автономных инверторах

Однофазные инверторы напряжения с ШИМ-управлением

Рассмотрим принцип управления иа примере применения ШИМ в однофазной схеме автономного полумостового инвертора (рис. 5.3,а). Ключи 51 и 52 условно представлены полностью управляемыми коммутационными элементами, дополненными последовательно и параллельно соединенными с ними диодами. Последовательные диоды отражают однонаправленную проводимость ключей (например, транзисторов или тиристоров), а параллельные обеспечивают проводимость обратных токов при активно-индуктивной нагрузке.

Диаграммы опорного модулирующего сигнала иы и несущего сигнала ип приведены на рис. 5.3,6. Формирование импульсов управления ключами 51 и 52 осуществляется но следующему принципу. При иы > ин ключ 51 включен, а 52 выключен. При usl и/)0 (относительно точки 0) и их разница иаЪ = иа0 — и1)0. В зависимости от вида модуляции в процессе работы инвертора могут использоваться различные комбинации состояний ключей. Рассмотрим возникновение и смену состояний ключей для однополярного и двухполярного видов модуляции.

Каждый электрик должен знать:  Дифавтомат или УЗО и автомат - что лучше выбрать

Возможные комбинации состояний ключей в однофазном мостовом инверторе напряжения

Значения напряжений, соответствующие включенному состоянию ключей и обратных диодов в однофазном мостовом инверторе напряжения (см. рис. 5.5)

Ключи и диоды, находящиеся в проводящем состоянии

При однополярной модуляции используется одновременно два модулирующих сигнала: +мм и м (рис. 5.6). При этом существует две независимые системы импульсов управления ключами, генерируемых системой управления инвертора. Одна последовательность управляет ключами одного плеча (51, 54), а вторая — ключами другого плеча (53, 52). Для принятых обозначений последовательность импульсов, создаваемая при сравнении опорного сигнала + мм с сигналом треугольной формы, определяет напряжение иа0 (относительно условного узла 0). При использовании для сравнения с несущим сигналом отрицательного модулирующего сигнала м будет формироваться последовательность импульсов, определяющих напряжение и1А). В результате происходит одновременная модуляция потенциала узла а относительно точки 0 (ключами 51,54) и модуляция потенциала узла b (ключами 53, 52). При этом иа0 = UJ2 при включенных ключах 51, 52 (состояние I) и -UJ2 при включенных ключах 52,54 (состояние IV). Напряжение uf)0 = UJ2 при включенных ключах 53, 54 (состояние II) и uh0 = -Ud/2 при включенных 51, 53 (состояние III). Изменение состояний и формирование импульсов управления ключами определяются следующими условиями:

  • • состояние I: +им >ин (импульс управления ключом 51);
  • • состояние II: м > ип (импульс управления ключом 53);
  • • состояние III: м + «м ин (импульсы управления ключами 51, 52);
  • • состояние II: им 1 происходит вырождение модулированного напряжения в напряжение прямоугольной формы Uabimс амплитудой первой гармоники

Рассмотрим более подробно влияние активно-индуктивной нагрузки на электромагнитные процессы в схеме однофазного инвертора напряжения. В этом случае основная гармоника тока нагрузки отстает от основной гармоники напряжения, обусловливая необходимость изменения потока энергии из нагрузки в источник питания постоянного тока. В результате после изменения знака основной гармоники напряжения ток продолжает протекать в прежнем направлении. Для этого в схеме предусмотрены диоды, включенные параллельно ключам. Примем за положительное направление тока нагрузки гн > 0 протекание его от узла а к узлу Ь, а в нолумостовой — от узла а к узлу 0. Тогда на интервалах вывода энергии, накопленной в индуктивностях нагрузки, ток iH будет отрицательным, и будет протекать через встречно-включенные диоды, возвращаясь в источник постоянного тока с напряжением Ud (см. табл. 5.2). Момент прохождения тока через нуль (смена его направления) зависит от параметров нагрузки. Если учитывать только основные гармоники тока и выходного напряжения, то этот момент определяется углом ср.

где со, — угловая частота основной гармоники; Ln, Rn — индуктивность и активное сопротивление нагрузки, соответственно.

Каждый электрик должен знать:  Соединение сваркой алюминиевых проводов
Добавить комментарий