щие к стокам (рис. 5, а). Наличие в графе общего каскадного узла указывает на функциональное разделение обоих процессов в преобразователе.

Если функции выпрямления и инвертирования совмещены в одном блоке или элементе устройства, говорят о преобразователе с неявно выраженным звеном постоянного тока. Его функциональной схеме в зависимости от числа выходных фаз соответствуют графы рис. 5, б, в. Такой граф не содержит каскадного узла; каскадные узлы распределены на каждом из путей от источников к стокам. Передача воздействий от источников к стокам осуществляется в нем

Рис. 6. Схема перехода от одной функциональной схемы к другой с помощью правила устранения узловой точки

по путям, состоящим из двух последовательно соединенных ветвей. Использовав правило упрощения, преобразуем граф (рис. 5, г). При этом передача эквивалентной ветви равна произведению двух коммутационных функций. В схемах рис. 5 производится двукратная модуляция, а следовательно, и двукратное преобразование частоты. Выходное напряжение представляет результат инвертирования выпрямленного напряжения.

Функциональные схемы преобразователей частоты со звеном постоянного тока и с неявно выраженным звеном постоянного тока эквивалентны. Это легко подтверждается, например, переходом от одной функциональной схемы к другой с помощью правила устранения узловой точки (рис. 2 и 6), принятого в теории графов.

Таким образом, вентильные ПЧ по кратности модуляции могут быть с однократной (ОМ) и многократной (ММ) модуляцией. Этому соответствуют преобразователи с прямым и непрямым преобразованием частоты. Преобразователи частоты со звеном постоянного тока и с неявно выраженным звеном постоянного тока рассматриваются как устройства с двукратной модуляцией или двукратным, непрямым

преобразованием частоты. Это используется при построении новых НПЧ формальным переводом известных схем ПЧ со звеном постоянного тока.

Преобразователи частоты различают по кратности фазовой компенсации при выделении на выходе устройства на-

Рис. 7. Функциональная схема преобразователя с двойной фазовой компенсацией

пряжения нужной частоты. Кратность фазовой компенсации определяется количеством операций алгебраического суммирования модулированных напряжений и выходных напряжений разных фаз, которые осуществляются в схеме преобразователя.

Рис. 8. Балансная модуляция:

а - коммутационная функция; б - двухтактная схема с балансной модуляцией

Графы рис. 5 являются функциональными схемами ПЧ с однократной фазоюй компенсацией. При явно выраженном промежуточном звене в схеме рис. 5, а процесс суммирования однократный и осуществляется в промежуточном каскадном узле. В схемах рис. 5, б, в, г фазовая компенсация осуществляется за счет однократного суммирования модулированных напряжений в стоках графа. Упомянутые схемы содержат на пути от каждого истока к любому стоку один каскадный узел или сток, в котором сходится более чем одна ветвь.

Процессы с двойной фазовой компенсацией отражает, например, функциональная схема рис. 7. В ней на пути

от истока к стоку содержатся два узла: сток и каскадный узел, в которых сходятся несколько ветвей. Каждому из них соответствует суммирование нескольких напряжений.

Модуляция с помощью периодических прерывистых функций Ш (t) (рис. 3) является небалансной модуляцией; она осуществляется в однотактиых схемах. Балансной модуляции соответствует умножение напряжений на функции вида Ш (Ш) - U1 (Qt + П) (рис 8, а). Эта модуляция осуществляется в двухтактных схемах (рис. 8, б).

С помощью правил преобразования сигнального

графа любую из рассмотренных функциональных схем можно привести к схеме общего вида (рис. 9), которой соответствует формула (3).

Рис. 9. Обобщенная функциональная схема преобразователя

2. СПОСОБЫ ФОРМИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Преобразователи частоты с естественной коммутацией и непосредственной связью имеют звено постоянного тока и являются преобразователями с двукратным непрямым преобразованием частоты. По принципу работы они представляют реверсивный выпрямитель, вентильные группы которого работают периодически не только в выпрямительном, но и в инверторном режиме. Такие преобразователи лежат в основе большинства НПЧ с ИК. Они отличаются схемами устройств искусственной коммутации и способами формирования выходного напряжения.

В НПЧ с ИК, содержащих звено выпрямления в неявном виде, можно применять практически все способы формирования выходного напряжения, используемые в инверторах: широтно-импульсного регулирования (ШИР); ши-ротно-импульсной модуляции (ШИМ); сочетания ШИР