Расчетные параметры Базисные величины

В качестве значений основных базисных величин приняты следующие [4]:

– базисное напряжение (амплитуда номинального фазного напряжения на нагрузке);

– базисный ток (амплитуда номинального фазного тока на нагрузке);

– базисная частота;

– базисная угловая частота;

– базисный угол нагрузки;

– базисное полное сопротивление;

– базисная индуктивность;

– базисная емкость;

– базисный сигнал управления (условная амплитуда развертывающего сигнала ШИМ);

Примечание: На частотных спектрах амплитуды высших гармоник приведены в процентах от амплитуды первой гармоники соответствующего сигнала

Параметры полупроводникового преобразователя

Если специально не оговорено, параметры полупроводникового преобразователя для приведенных расчетов составляют:

– несущая частота ШИМ;

– активное сопротивление снаббера (snubber);

– емкость снаббера;

– сопротивление силового ключа.

Параметры нагрузки

Если специально не оговорено, параметры RL нагрузки для приведенных расчетов составляют:

– активное сопротивление;

– реактивное сопротивление;

– индуктивность.

 

1. Принципы шим

   1. Элементарный инвертор. Нулевая (двухключевая) схема

Рис. 1.1. Схема идеального инвертора и системы управления (НЭ – нелинейный элемент)

Рис. 1.2. Графики процессов в элементарном инверторе при односторонней модуляции

а – сигнал управления (u_у) и сигнал развертки (u_р);

б – сигнал управления первым вентилем (u_g1);

в – сигнал управления вторым вентилем (u_g2).

Рис. 1.3. Графики процессов в элементарном инверторе при двухсторонней модуляции

а – сигнал управления (u_у) и сигнал развертки (u_р);

б – сигнал управления первым вентилем (u_g1);

в – сигнал управления вторым вентилем (u_g2).

Рис. 1.4. Спектральный состав выходного напряжения в процентах от значения амплитуды первой гармоники напряжения при односторонней (а) и двухсторонней (б) модуляции

Рис. 1.5. Схема реального инвертора

Рис. 1.6. Графики напряжений в реальном инверторе

а – напряжение на нагрузке (u_н);

б – напряжение на вентиле V1 (u_V1);

в – напряжение на вентиле V2 (u_V2).

Рис. 1.7. Графики токов в реальном инверторе

а – ток в нагрузке (i_н);

б – ток в вентиле V1 (i_V1);

в – ток в вентиле V2 (i_V2).

Рис. 1.8. Эффект влияния реальных ключей на напряжение нагрузки

2. Мостовая (четырехключевая) схема

Рис. 1.9. Схема инвертора

Рис. 1.10. Графики процессов в элементарном инверторе при модуляции 1-го типа

а – сигнал управления (u_у) и сигнал развертки (u_р);

б – сигналы управления вентилями V1, V2 (u_g1, u_g2);

в – сигналы управления вентилями V3, V4 (u_g3, u_g4).

Рис. 1.11. Графики процессов в элементарном инверторе при модуляции 2-го типа

а – сигнал управления (u_у) и сигнал развертки (u_р);

б – сигнал управления вентилем V1 (u_g1);

в – сигнал управления вентилем V2 (u_g2);

г – сигнал управления вентилем V3 (u_g3);

д – сигнал управления вентилем V4 (u_g4).

Рис. 1.12. Графики напряжений в реальном инверторе при модуляции 2-го типа

а – напряжение на нагрузке (u_н);

б – напряжение на вентиле V1 (u_V1).

Рис. 1.13. Графики токов в реальном инверторе при модуляции 2-го типа

а – ток в нагрузке (i_н);

б – ток в вентиле V1 (i_V1);

в – входной ток инвертора (i_АИН).

Рис. 1.14. Графики процессов в элементарном инверторе при модуляции 3-го типа

а – сигнал управления (u_у) и сигнал развертки (u_р);

б – сигнал управления вентилем V1 (u_g1);

в – сигнал управления вентилем V2 (u_g2);

г – сигнал управления вентилем V3 (u_g3);

д – сигнал управления вентилем V4 (u_g4).

Рис. 1.15. Графики напряжений в реальном инверторе при модуляции 3-го типа

а – напряжение на нагрузке (u_н);

б – напряжение на вентиле V1 (u_V1);

в – напряжение на вентиле V3 (u_V3).

Рис. 1.16. Графики токов в реальном инверторе при модуляции 3-го типа

а – ток в нагрузке (i_н);

б – ток в вентиле V1 (i_V1);

в – входной ток инвертора (i_АИН).

 

Рис. 1.17. Спектральный состав выходного напряжения в процентах от значения амплитуды первой гармоники при модуляции 1-го (а), 2-го (б) и 3-го (в) типа