Un°-\Ф

однополосного колебания на рабочей частоте, что уменьшает общее число и,о-преобразований в схеме, с другой - принципиальная возможность создания однополосного колебания при от-носительно больших мощностях. о-

Фазокомпенсационный метод формирования однополосного колебания заключается в следующем. Пусть имеется п-фазная система напряжений частоты <о. Каждое из этих напряжений модулируется с помощью синусоидального напряжения частотой Q (рис. 39). Напряжения этой частоты также составляют и-фазную систему. Модулированные напряжения описываются следующими уравнениями:

"i (О = (1 + COS Qt) COS со/;

Рис. 39. Структурная схема, поясняющая принцип фазокомпен-сационного метода

"ft(О = t/„ {1 + "гcos[Qt - {k-\)2л/п]} х X cos [со/ - ( - 1) 2л/и1;

(13)

u„{t) = U{ \ +т cos [fi/ - (и - 1) 2л/и]} X

X cos [со/ - (rt - 1) 2л:/и],

где - амплитуда напряжений несущей частоты со; т - коэффициент модуляции (т = О ... 1). Суммируя эти выражения, получаем

их (/) = f; = COS [со/ -(k-\) 2nln\ +

ft=i

-f mt; cos [fi/ - {k-\) 2n/rt] COS [Ы-{к-\) 2л/и],

ft=i

где первое слагаемое представляет сумму мгновенных значений напряжений немодулированной и-фазной системы и равно нулю, так как эти напряжения всегда при п > 2 образуют замкнутый многоугольник; второе слагаемое при-

mUcos (со - Q) / + X У mt/„, х 1 ft=i

водится к виду X COS I(tu + Q) / 2(А - 1) 2nln]

12, где вторая часть так-63

ilj:

тг 27г JTT

«jr Qt

же равна нулю. Следовательно, в результате суммирования получается напряжение одной боковой частоты «2(0 = = nmU„ cos (to - Q) t/2.

В рассмотренном случае выделяется нижняя боковая частота, так как в выражении (13) был принят прямой, совпадающий, порядок чередования фаз в обеих системах - модулируемой и модулирующей. При изменении порядка чередования фаз в одной из систем напряжений, т. е. прн обратном, несовпадающем, порядке чередования, будет выделяться верхняя боковая частота {t)=nmU cos (co+Q) t/2. Таким образом, при полной модуляции, когда /п = 1, получаем

«2 (t) = Rf7„cos(tu Т Q) t/2. (14)

Принципиальная возможност формирования однополосного колебания фазокомпенсацнонным способом на относительно больших мощностях делает его пригодным для построения мощных устройств преобразовательной техники, в которых используются ключевые элементы.

Синусоидальное напряжение с частотой (<о =f ) формируется в системе однополосной модуляции лишь при модуляции амплитуды несущего колебания по синусоидальному закону. Такая система привлекает отсутствием дополнительных частот. Однако осуществить амплитудную модуляцию по синусоидальному закону удается лишь в системах передачи информации, где КПД системы не имеет первостепенного значения, а основным требованием является качество передачи информации В мощных энергетических преобразующих устройствах, когда значение КПД очень существенно, указанный вид модуляции по синусоидальному закону практически осуществить невозможно [21].

Рассмотрим особенности формирования колебания в аналогичной системе прн помощи ключевых схем. В таких схемах и-фазная система напряжений питания щ = cos (at;

Рис. 40. Многофазная система прерывистых функций в однотактных (а) и двухтактных (б) схемах

"ft = cos [(at - {k - 1) 2nln\\

(15)

м„ = cos [at - (rt - 1) 2n/n]

модулируется с частотой. Q с помощью п-фазной системы прерывистых функций (рис. 40), называемых также «прямоугольный синус» или «меандр». Коммутационные функции такого типа с однофазным выходом можно представить в виде ряда Фурье для однотактиых схем (рис. 40, а):

Ф1 (О = "2" + " 2

Фк (0=4- + -"2 «"1- « f=F (/г - 1) 2n/n]/s;

(/) = -1- + -- 2 sin S cos S [Qt =F (и - 1) 2n/n\/s

И для двухтактных схем (рис. 40, б):

s==l

(/) = 2 ~ -т " -) (2* "~

(О = 2 - 1) "i- cos (2s - 1) [Q/ Ч=

T(A-l)2nMl/(2s-1);

(17)

« (0 = 2 ~ T- - 1) [Q/ + T(nl)2n/n]/(2s-1).

В этих выражениях верхние знаки соответствуют прямому порядку чередования фаз, а нижние - обратному. Модуляции в данном случае соответствует умножение каждого из напряжений (15) на соответствующую КФ из выражения (16) или (17). Умножению на функцию вида (16) соответствуют периодические подключения и отключения напряжения на равные отрезки времени с частотой Q. При умножении на функцию вида (17) можно говорить