- •Процессы в полупроводниковых преобразователях с широтно-импульсной модуляцией
- •140604 – Электропривод и автоматика промышленных установок
- •Введение
- •Используемые сокращения
- •Английские обозначения и термины
- •Основные обозначения
- •Расчетные параметры Базисные величины
- •Параметры полупроводникового преобразователя
- •Параметры нагрузки
- •Принципы шим
- •Элементарный инвертор. Нулевая (двухключевая) схема
- •Мостовая (четырехключевая) схема
- •Широтно-импульсный преобразователь постоянного тока
- •Одноключевой шип
- •Четырехключевой шип
- •Двухуровневый автономный инвертор напряжения (нулевая схема)
- •Процессы при базовом алгоритме модуляции
- •Процессы при модифицированном алгоритме модуляции
- •Процессы при векторном алгоритме модуляции
- •Процессы при векторном алгоритме модуляции с минимизацией переключений ключей
- •Основные соотношения
- •Двухуровневый автономный инвертор напряжения (мостовая схема)
- •Основные соотношения
- •Трехуровневый инвертор напряжения
- •Однофазный инвертор
- •Трехфазный инвертор
- •Основные соотношения для трехуровневого инвертора
- •Многоуровневый каскадный инвертор напряжения
- •Однофазный инвертор
- •Трехфазный инвертор
- •Основные соотношения для трехфазного инвертора
- •Процессы в системе с lс-фильтром
- •Особенности реализации рекуперативно-резистивного торможения
- •Активный выпрямитель
- •Схемы преобразователя
- •Процессы в системе «активный выпрямитель – питающая сеть»
- •Матричный преобразователь частоты
- •Однофазный преобразователь
- •Трехфазный преобразователь
- •Основные соотношения
- •Список литературы
- •Содержание
- •Процессы в полупроводниковых преобразователях с широтно-импульсной модуляцией
Процессы при векторном алгоритме модуляции с минимизацией переключений ключей
Рис. 3.35. Графики формирования сигналов управления ключами при исключении состояния 135 (а) и состояния 462 (б)
Рис. 3.36. Графики эквивалентного фазного сигнала управления (а), потенциала фазы a относительно средней точки источника питания (б), напряжения фазы нагрузки (в) и среднего на периоде модуляции напряжения фазы нагрузки (г) при исключении состояния 462 и при и
Рис. 3.37. Графики напряжения (а) и тока (б) вентиля V1
Основные соотношения
Для трехфазного инвертора напряжения справедливо:
;
.
; ;;
или приближенно:
; ;;
При базовом алгоритме максимальное значение индекса модуляции составляет
.
Тогда для получения требуется следующая ЭДС в звене постоянного тока:
.
При модифицированном и векторном алгоритмах модуляции
.
В этих случаях ЭДС в звене постоянного тока
.
Двухуровневый автономный инвертор напряжения (мостовая схема)
Схема с потенциально разделенными источниками ЭДС постоянного тока
Рис. 4.38. Схема силовых цепей трехфазного инвертора
Рис. 4.39. Графики процессов в трехфазном мостовом инверторе при и
а – сигнал управления (uу);
б – напряжение на выходе моста одной фазы (uм);
в – напряжение фазы нагрузки (uф);
г – линейное напряжение нагрузки (uл).
Рис. 4.40. Графики среднего на периоде модуляции напряжения (а) и тока (б) фазы нагрузки в трехфазном мостовом инверторе при и
Рис. 4.41. Спектральный состав напряжения (а) и тока (б) фазы нагрузки в процентах от значения первой гармоники
Схема мостового инвертора с общим источником ЭДС постоянного тока
Рис. 4.42. Схема силовых цепей трехфазного инвертора
Рис. 4.43. Графики процессов в трехфазном мостовом инверторе без исключения «запрещенных» состояний при и (половина периода)
а,б,в – напряжения фаз нагрузки (uф.a, uф.b, uф.c,);
г – мгновенная нулевая составляющая напряжения (u0).
Рис. 4.44. Графики фазного (а) и линейного (б) напряжения в трехфазном мостовом инверторе с исключением «запрещенных» состояний при и
Рис. 4.45. Графики среднего на периоде модуляции напряжения (а) и тока (б) фазы нагрузки в трехфазном мостовом инверторе при и
Рис. 4.46. Спектральный состав напряжения (а) и тока (б) фазы нагрузки в процентах от значения первой гармоники
Основные соотношения
Для трехфазного мостового инвертора напряжения справедливо:
; ;;
или приближенно:
; ;;
Трехуровневый инвертор напряжения
Однофазный инвертор
Рис. 5.47. Схема силовых цепей однофазного трехуровнего инвертора
Рис. 5.48. График сигнала управления (а) и импульсов открытия отдельных ключей (б, в, г, д) при и
Рис. 5.49. Графики сигнала управления (а), напряжения нагрузки (б) и среднего на периоде модуляции напряжения нагрузки (в) при и
Трехфазный инвертор
Рис. 5.50. Схема силовых цепей трехфазного трехуровнего инвертора
Рис. 5.51. Графики процессов в трехфазном трехуровневом инверторе при
и (модифицированный алгоритм управления)
а – сигнал управления (uу);
б – напряжение между выходом фазы инвертора и средней точкой источника питания постоянного тока (uф0);
в – напряжение фазы нагрузки (uф);
г – среднее на периоде модуляции напряжение фазы нагрузки (Uф.ср.Т);
д – ток фазы нагрузки (iф);
е – линейное напряжение нагрузки (uл).
Рис. 5.52. Спектральный состав напряжения (а) и тока (б) фазы нагрузки в процентах от значения первой гармоники
Рис. 5.53. Графики сигнала управления (а), напряжения фазы нагрузки (б) и среднего на периоде модуляции напряжения фазы нагрузки (в) при и