Раздел: Документация
0 ... 26 27 28 29 30 31 32 ... 87  б инвертором и широтно-импульсной модуляцией: 2 - система управления АИН; б - формирование напряжения на выходе тора, исключает возможность одновременного замыкания обоих ключей одного плеча моста. Кроме того, в графиках напряжения имеются участки, на которых замкнуты одновременно все четные или все нечетные ключи, в результате чего значения напряжения на этих участках равны нулю. При равенстве амплитуды задающего сигнала и максимальному значению опорного напряжения Uonm амплитуда первой гармоники напряжения на выходе инвертора равна 0,5 Ud. Для наглядности график напряжений построен при том же соотношении частоты ШИМ и частоты напряжения на выходе инвертора со0эл> что и при рассмотрении однофазного инвертора (см. рис. 4.6). Сказанное ранее о влиянии высокой частоты ШИМ справедливо и для трехфазного инвертора. Описанная схема инвертора с явновыраженным пилообразным опорным напряжением может быть реализована как в аналоговой форме, так и в цифровой форме с применением микропроцессорной техники. Наряду с ней разработаны и применяются алгоритмы векторной широтно-импульсной модуляции, специально ориентированные на микропроцессорную реализацию. 4.3. Преобразователь частоты с автономным инвертором напряжения и векторной широтно-импульсной модуляцией В основе принципа векторной широтно-импульсной модуляции лежит представление о так называемых базовых векторах напряжения, т.е. пространственных векторах, которые могут быть сформированы из трех фазных напряжений, действующих на выходе автономного инвертора напряжения. Вектор напряжения на выходе определяется в соответствии с общим правилом, сформулированным в подразд. 1.4: Ux =аи,; a = (2/3)[l -l/2 + yV3/2 -1/2 -уЛ/2]; и, = [щА щв и1С]Т, где а - матрица-строка; Ui - матрица-столбец базового вектора напряжения. Каждое из напряжений и1А, и1В, щс может принимать одно из пяти возможных значений: ± (2/3) Ud, ± (1/3) Ud, 0. В отличие от рассмотренных в подразд. 1.4 пространственных векторов, которые в установившемся режиме равномерно вращаются в электрическом пространстве, шесть возможных ненулевых комбинаций включенных состояний ключей инвертора (см. табл. 4.1) создают шесть фиксированных положений пространственного вектора выходного напряжения. Из одного положения в другое вектор перемещается скачком, поворачиваясь при каждом последовательном переключении ключей инвертора на 60°. Каждое из шести положений пространственного вектора рассматривается как самостоятельный вектор. Кроме того, есть два положения, при которых включены все три ключа нечетной группы или три ключа четной группы. При этом напряжение на выходе инвертора равно нулю. По аналогии с ненулевыми векторами, такому состоянию ключей соответствует нулевой вектор. Шесть ненулевых векторов и два нулевых вектора называются базовыми векторами напряжения. Для того чтобы получить вектор, соответствующий, например, состоянию включенных ключей 6-1 - 2, нужно, воспользовавшись табл. 4.1, подставить в матрицу-столбец Ui значения и1А = »i-5Ul-6 Рис. 4.8. Базовый вектор напряжения = (2/3) Ud; щв = щс = -(1/3) Ud. В неподвижной системе координат х-у полученный вектор запишется как = щх + july при и1х = = (2/3) Ud; щу = 0. Результаты расчетов для других базовых векторов приведены в табл. 4.2. Все ненулевые базовые векторы - й{ 6 показаны на рис. 4.8. Секторы между ними обозначены римскими цифрами. Последовательный переход от одного базового вектора к последующему соответствует ступенчатой форме фазных напряжений (см. рис. 4.3). Для получения формы фазных напряжений, близкой к синусоидальной, нужно, чтобы пространственный вектор напряжения двигался, если и не абсолютно плавно, то хотя бы малыми скачками, занимая не только положения, соответствующие базовым векторам, но и ряд положений между ними. Этого можно добиться, если внутри каждого периода широтно-импульсной модуляции использовать не один исходный базовый вектор, а линейную комбинацию исходного и следующего за ним ненулевого базового вектора, а также один из нулевых векторов. Пусть требуемый (заданный) вектор й{ расположен в секторе II (см. рис. 4.8). Тогда переключения осуществляются между векторами Ui-2, i7i 3 и нулевым вектором t7i o, т.е. между замкнутыми состояниями ключей инвертора 1-2 - 3, 2 - 3-4 и 1-3 - 5 (см. табл. 4.2). Задача управления инвертором формулируется следующим образом: задано требуемое в данный момент времени положение пространственного вектора напряжения U[ и его модуль, требу- 0 ... 26 27 28 29 30 31 32 ... 87
|
