2.3.2 Трехфазный аин

Рис. 2.3.6.

Схема получается объединением по общему источнику напряжения трех полумостовых однофазных инверторов, рисунок 2.3.6. Нагрузка может подключаться звездой без нуля или треугольником. В трехфазных инверторах применяют те же способы формирования выходного напряжения.

При стодвадцати градусном (широтном) управлении, рисунок 2.3.7, последовательность вступления транзисторов в работу соответствует порядку следования их номеров при относительном фазовом сдвиге 60 эл. гр. В любой момент времени одновременно проводят ток три транзистора, два из которых относятся к одной группе (коллекторной или эмиттерной), а один к другой: VT₁, VT₂, VT₃; VT₂, VT₃, VT₄; VT₃, VT₄, VT₅; VT₄, VT₅, VT₆; и т. д. Кривые линейных напряжений состоят из импульсов с амплитудой U_d, длительностью 120 эл. гр., разделенных паузой 60 эл. гр. Импульсы создаются при проводимости накрест лежащих транзисторов двух фаз. Например, импульс положительной полярности линейного напряжения U_AB получается при проводящих транзисторах VT₄, VT₃, а импульс напряжения отрицательной полярности при открытых транзисторах VT₆, VT₁. Интервалы пауз соответствуют одновременно открытым транзисторам VT₁, VT₃ и VT₄, VT₆.

Рис. 2.3.7.

Фазные напряжения имеют вид ступенчатой кривой со значениями напряжения и . Это определяется тем, что в любой момент времени одновременно проводят ток три транзистора инвертора, подключая нагрузки в фазах Z_a, Z_b, Z_c на напряжение источника питания U_d таким образом, что две из них включаются параллельно между собой и последовательно с третьей. Форма кривой выходного напряжения такого инвертора является удовлетворительной для питания асинхронного двигателя. В ней отсутствуют четные гармоники и гармоники кратные трем. Низшими гармоническими являются 5 и 7-я. Регулирование действующего значения выходного напряжения производят по цепи питания, например, с помощью управляемого выпрямителя или импульсного преобразователя постоянного напряжения.

2.3.3 Трехфазный аин с шир

Принцип формирования кривой выходного напряжения трехфазного АИН с ШИР подобен однофазному АИН с ШИР, рисунок 2.3.8. В кривой выходного линейного напряжения формируют не один импульс длительностью 120 эл. гр., а несколько с регулируемой длительностью. Для создания пауз в выходном напряжении изменяют коммутационные функции транзисторов так, чтобы на время паузы подключить к шине «+» или «-» источника питания сразу все три транзистора одной группы (коллекторной или эмиттерной). В связи с этим последовательность переключения транзисторов должна быть такой: VT₁, VT₂, VT₃; VT₁, VT₃, VT₅; VT₂, VT₃, VT₄; VT₂, VT₄, VT₆; VT₃, VT₄, VT₅; VT₁, VT₃, VT₅; VT₄, VT₅, VT₆; VT₂, VT₄, VT₆; … . В результате кривые линейных напряжений будут содержать 4, 8, 12, 16, 20, … импульсов, а кривые фазных напряжений соответственно 6, 12, 18, 24, 36, … импульсов. Увеличивают число импульсов в кривой выходного напряжения для того, чтобы улучшить его гармонический состав при регулировании.

В рассмотренных выше трехфазных инверторах выходное линейное напряжение имеет только одну ступень, отличную от нулевой. Соответственно модуль обобщенного вектора напряжения также имеет только один уровень. Увеличение числа ступеней обобщенного вектора напряжения, приводит к улучшению формы выходного напряжения. Различают трех, пяти, семи уровневые инверторы напряжения.

Рис. 2.3.8.

Технически это достигается добавлением к методу ШИМ формирования кривой выходного напряжения еще и метода амплитудной модуляции. Такие схемы инверторов оправданы при больших мощностях (более тысячи киловатт), когда улучшение качества выходного напряжения за счет добавления амплитудной модуляции компенсирует его ухудшение, вызываемое снижением допустимой кратности частоты коммутации на верхних частотах выходного напряжения.