теля несущих сигналов ФНС с количеством каналов по числу вводимых структур выходного напряжения; логической схемы переключения несущих сигналов ПНС. Входной сигнал на регулирование частоты / поступает на задатчик частоты 34 и ФПС. Сигнал с выхода 34 поступает на делитель частоты ДЧ и формирователь импульсов пересчета ФИП. Делитель частоты служит для синхронизации запуска всех каналов ФНС, а ФИП - для включения элементов кольцевой пересчетной схемы КПС. Входной сигнал на регулирование напряжения U преобразователя поступает на ФНС. Сигналы с выходов формирователей переключения структур

фвс-

Рис. 13. Структурная схема генератора управления для систем с ШИР

И несущих сигналов поступают на входы логической схемы пропуска несущего сигнала. На выходе этой схемы появляется несущий сигнал, соответствующий заданной с помощью ФПС структуре выходного напряжения. Сигналы от формирователя модулирующих сигналов ФМС и логической схемы ПНС поступают на вход шестиканального формирователя выходных сигналов ФВС генератора управления.

Способ широтно-импульсной модуляции распространен в автономных инверторах напряжения (АЙН) и используется вНПЧ сИК (12-16].

Эпюры, поясняющие принцип однополярной и двухпо-лярной ШИМ, реализуемые в НПЧ с ИК, изображены на рис. 14. Они соответствуют кратности несущей частоты =/н м=8, где/д-несущая частота. При ШР1М выпрямленное напряжение периодически с частотой /„ = \1Т коммутируется. В зависимости от вида ШИМ (однополярная или двухполярная) нагрузка ПЧ периодически отключается и замыкается накоротко (рис. 14, а) или включается с обратной полярностью (рис. 14, б). Если эти состояния, периодически чередуясь, остаются одинаковыми по длительности, то ШИМ фактически отсутствует. При этом в случае одно-

2 8-1024 J7

полярной ШИМ значение составляющей основной частоты, равной частоте модуляции /„, остается неизменной, а при двухполярной ШИМ равно 0. Если же менять, например, по синусоидальному закону, соотношение между длительностями указанных состояний (рис. 14, б): (Ai - Ау/Г„ = = msin2nft, где т - коэффициент глубины модуляции, определяющий пределы изменения длительности интервалов AtiU Atz, то на выходе ПЧ появляется составляющая основной частоты. Амплитуда и частота этой составляющей

определяется глубиной и частотой модуляции соответствен-

Рис. 14. Эпюры, поясняющие принцип однополярной (а) и двухполярной (б) ШИМ

НО. При однополярной ШИМ диапазон регулирования ограничен вследствие конечной длительности коммутационных интервалов. Например, при несущей частоте 500 Гц диапазон регулирования выходного напряжения не превышает 1 : 5 (для частотного регулирования асинхронного двигателя этот диапазон обычно составляет около 1 : 15). При двухполярной ШИМ нет ограничений для пределов регулирования выходного напряжения (практически это зависит от неидеальности модуляторов в СУ), хотя его гармонический состав в этом случае несколько хуже. Однако при кратности несущей частоты /г >• 10 ухудшение гармонического состава при двухполярной ШИМ незначительно. При увеличении кратности несущей частоты различия в спектрах выходных напряжений для разных видов ШИМ (модуляции I и П рода, переднего и заднего фронтов) делаются незначительными и практически исчезают. Графики зависимости амплитуд гармоник выходного напряжения, сформированного при однополярной и двухполярной ШИМ с разными k, от глубины модуляции т показаны на рис. 15. С увеличением кратности несущей частоты при ШИМ также растет

пооядок V гармоник с наибольшими амплитудами, причем максимальными амплитудами характеризуются гармоники с частотами (к ± I) /„• Рост амплитуды высокочастотных составляющих происходит за счет снижения амплитуд гармоник более низкого порядка. Это обеспечивает требуемое качество энергии на выходе ПЧ в диапазоне низких частот или при увеличении кратности несущей частоты.

При ШИМ в НПЧ с ИК также усложняется его система управления, которая должна обеспечить модуляцию вре-

0.5 а

•т О

tn о

Рис. 15. Кривые зависимости амплитуд гармонических составляющих выходного напряжения от глубины модуляции т. при однополярной ШИМ при k = \2 (с), при двухполярной ШИМ при й = 6 (б) и й = 8 (в)

менного положения импульсов управления по заданному (синусоидальному) закону. Генератор управления в такой системе можно разбить на два основных блока: задающий генератор (ЗГ) и модулятор (М). Основной задачей ЗГ является формирование трехфазной системы синусоидальных колебаний с плавно регулируемыми амплитудой и частотой. С помощью модулятора обеспечиваются изменения временного положения управляющих импульсных сигналов в соответствии с модулирующими напряжениями, поступающими с выходов ЗГ.

Задающий генератор в основном определяет стабильность параметров напряжений на выходе НПЧ, а также динамические свойства преобразователя. Он должен обеспечить безынерционное и независимое друг от друга регулирование частоты и напряжения в широких пределах. Эти требования усложняют схему ЗГ, затрудняют выбор принципа его построения. Примером подобного ЗГ является устройство, в котором используется дискретный метод формирования напряжений [15]. Принцип работы такого ЗГ (рис. 16) заключается в слудующем. Источник постоянного напряже-