Преобразователи частоты (автономные инверторы)

Разомкнутый способ реализации ШИМ

В современных системах электропривода переменного тока в качестве силовых регуляторов используются транзисторные автономные инверторы. Оконечный каскад трёхфазного автономного инвертора содержит шесть силовых транзисторных ключей с обратными диодами. В связи со значительными достижениями в технологии изготовления силовых транзисторов (в части повышения частоты коммутации, тока и напряжения), практически повсеместно стали использоваться алгоритмы с синусоидальной широтно-импульсной модуляцией {ШИМ). Методы ШИМ напряжения на выходе автономного инвертора реализуются в разомкнутых и замкнутых системах. Разомкнутый способ реализации ШИМ в одной фазе при симметричном и несимметричном управлении рассмотрен в моделях ШИП. Генератор пилообразного напряжения треугольной формы формирует напряжение высокой (несущей) частоты. Это напряжение сравнивается с синусоидальным напряжением, частота и амплитуда которого задаётся входным сигналом Uy. Результат сравнения используется для управления силовыми ключами.

На рис. 1.148 представлена модель автономного инвертора напряжения.

Рис. 1.148. Схема модели автономного инвертора (Figl 148)

Преобразователь частоты выполнен на блоке Universal Bridge; питание преобразователь получает от аккумуляторной батареи; задающее синусоидальное трёхфазное напряжение необходимой амплитуды и частоты, управляющие напряжения gl…g6 формируются в блоке Discrete PWM Generator; нагрузка преобразователя частоты включена в звезду и имеет активно-индуктивный характер. На рис. 1.149 показаны окна настройки основных блоков автономного инвертора напряжения: Universal Bridge, Discrete PWM Generator 1.

Рис. 1.149. Окна настройки блоков

На рис. 1.150 изображена схема модели блока Discrete PWM Generator. В схему добавлены элементы, позволяющие снять осциллограмму работы блока формирования импульсов управления преобразователем.

На рис. 1.151 представлена временная диаграмма работы трёхфазного автономного инвертора на частоту 50 Гц.

Треугольное опорное напряжение сравнивается с задающими напряжениями трёх фаз. В результате сравнения формируются шесть управляющих напряжения силовыми ключами gl, g3 и g5, после инвертирования — управляющие напряжения g2, g4 и g6. Селекторы SelectlA, Select!В, Select3 задают порядок следования сформированных сигналов управления в последовательности gl, g2, g3, g4, g5, g6, принятой для управления силовыми ключами блока Universal Bridge. На нижней диаграмме (рис. 151) показано напряжение фазы А и токи фаз Л, В, С.

Рис. 1.150. Схема модели блока Discrete PWM Generator

Рис. 1.1 Л1. Временная диаграмма работы трехфазного инвертора

Рис. 1.152. Моделирование работы трёхфазного инвертора напряжения

На рис. 1.152 также показан процесс формирования напряжения фазы А и токов фаз, но моделируется больший интервал времени.