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. Эго 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 (Figl₁₄₈)

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

Па 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 Select!А, 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 А, В, С.

Puc. 1.150. Схема модели блока Discrete PWM Generator Uy. U triangle.

Puc. 1.151. Временная диаграмма работы трёхфазного 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.