напруга більше синусоїдального, то при зменшенні пилкоподібної напруги вихідні імпульси змінюються від позитивного значення до негативного (або від негативного до позитивного), так що вихідна напруга перетворювача частоти визначається напругою проміжної ланцюга.
Вихідна напруга змінюється за допомогою відносини між тривалістю відкритого та закритого стану, причому для отримання необхідного напруги це відношення можна змінювати. Таким чином, амплітуда негативних і позитивних імпульсів напруги завжди відповідає половині напруги проміжної ланцюга.
При низьких частотах статора час в закритому стані збільшується і може виявитися настільки великим, що виявиться неможливим підтримувати частоту пилкоподібної напруги.
Це збільшує період відсутності напруги, і електродвигун буде працювати нерівномірно. Щоб уникнути цього, на низьких частотах можна подвоїти частоту пилкоподібної напруги.
Фазна напруга на вихідних клемах перетворювача частоти відповідає половині напруги проміжної ланцюга, поділеній на, тобто дорівнює половині напруги живильної мережі. Лінійна напруга на
Рис. 22 Принцип дії синусоидально - керованої ШІМ (з двома опорними напругами)
вихідних клемах в разів більше фазного напруги, тобто дорівнює напрузі живильної мережі, помноженому на 0,866.
Інвертор з ШІМ - управлінням, який працює виключно з модуляцією опорним синусоїдальною напругою, може подавати напругу, рівну 86,6% номінальної напруги (див. рис. 23).
При використанні чисто синусоїдальної модуляції вихідна напруга перетворювача частоти не може досягти напруги електродвигуна, оскільки вихідна напруга також буде менше на 13%.
Однак необхідну додаткову напругу можна отримати шляхом зменшення числа імпульсів, коли частота перевищує приблизно 45 Гц, але цей спосіб має деякі недоліки. Зокрема, він викликає ступеневу зміна напруги, що приводить до нестійкої роботи електродвигуна. Якщо число імпульсів зменшується, зростають вищі гармоніки на виході перетворювача частоти, що збільшує втрати в електродвигуні.
Інший спосіб вирішення даної проблеми пов'язаний з використанням інших опорних напруг замість трьох синусоїдальних. Ці напруги можуть бути будь-якої форми (наприклад, трапецеїдальної або ступінчастою).
Наприклад, одне загальне опорна напруга використовує третю гармоніку синусоїдального опорного напруги. Отримати такий режим комутації напівпровідникових приладів інвертора, який збільшить вихідна напруга перетворювача частоти, можна шляхом збільшення амплітуди синусоїдального опорного напруги на 15,5% і додавання до нього третьої гармоніки.
Рис. 23 Вихідна напруга синусоидально - керованої ШІМ
Синхронна ШІМ.
Основна трудність використання методу синусоидально - керованої ШІМ полягає в необхідності визначення оптимальних значень часу комутації і кута для напруги протягом заданого періоду. Ці значення часу комутації повинні встановлюватися таким чином, щоб допускати тільки мінімум вищих гармонік. Такий режим комутації зберігається тільки протягом заданого (обмеженого) діапазону частот. Робота за межами цього діапазону вимагає використання іншого методу комутації.
Застосування синусоидально - керованої ШІМ необхідно для оптимізації використання напруги та мінімізації спектра гармонік. Якщо частота повторення (тобто частота пилкоподібної напруги) стає дуже високою в порівнянні з частотою опорного сигналу, ці два сигнали можуть діяти асинхронно по відношенню один до одного. При відносинах частот близько 10 і нижче будуть з'являтися паразитні гармоніки, у зв'язку, з чим потрібно синхронізація цих двох сигналів. Таку синхронізацію можна спостерігати в результаті так званого перемикання передачі raquo ;, яке придатне для трифазних приводів змінного струму з низькими динамічними властивостями, де напругу і частоту можна змінювати повільно (звичайне V/f - управління).
Асинхронна ШІМ.
Необхідність орієнтації на поле і забезпечення швидкодії системи відносно крутного моменту і регулювання швидкості трифазних приводів змінного струму (включаючи сервоприводи) вимагає ступінчастої зміни амплітуди і кута напруги інвертора. Використання режиму комутації звичайної або синхронної ШІМ не дозволяє виробляти ступеневу зміна амплітуди і кута напруги інвертора.
Одним із способів виконання цієї вимоги є асинхронна ШІМ, при якій замість синхронізації модуляції вихідної напруги з вихідною частотою, як це зазвичай робиться для зменшення гармонік в електродвигуні, проводиться модуляція циклу векторного регулювання напруги, що призводить до асинхронної зв'язку...
