Вивчення цього розділу не забере у читача багато часу, оскільки автор вирішив не загострювати значну увагу на загальних теоретичних питаннях законах побудови силової перетворювальної техніки Чому Все дуже просто: теорії цих питань присвячено досить багато книг і сайтів в мережі Інтернет Тому, щоб не повторювати добре відомі теоретичні викладки і формули, адресуємо читача, наприклад, до видань [1] і [2] Тут же ми розповімо в узагальненому вигляді про процеси, що протікають в статичних перетворювачах, призначених для управління електродвигунами

Раніше ми вивчили силові схеми трифазних статичних перетворювачів і встановили, що до складу таких перетворювачів обовязково входить інвертор, побудований на основі трифазного керованого моста Спростимо для наочності схему інвертора, замінивши напівпровідникові елементи на ключі Kl .. K6 (рис 131)

Рис 131 Схема на основі трифазного ключового моста

Ключові елементи Kl .. K6 підключають обмотки двигуна до випрямленої напруги мережі Ua відповідно до заданої діаграмою (рис 132) Тривалість роботи кожного ключа становить 0,5 періоду комутації, а алгоритм роботи забезпечує в кожен момент часу знаходження в провідному стані од-

Рис 132 Діаграма роботи інвертора в схемі з керованим випрямлячем

ного ключа верхньої групи і двох ключів нижньої групи (або одного ключа нижньої групи і двох ключів – верхньої) У цьому випадку в будь-який момент часу струм буде протікати по всіх трьох фазним обмоткам двигуна Частота обертання двигуна тут визначається частотою комутації ключів Kl .. K6, а величина вихідної напруги – режимом роботи керованого випрямляча

Головні недоліки опісднного способи регулювання частоти обертання наступні: ступінчаста форма вихідної напруги статичного перетворювача і низький коефіцієнт потужності Тому такий спосіб в даний час використовується вкрай рідко, а основний метод регулювання на сьогоднішній момент – це метод широтно-імпульсного регулювання Застосування методу широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) дозволяє коригувати не тільки величину напруги на виході, а й форму напруги (у середньому за період) Про цей метод ми і поговррім далі

Звернемося до найпростішої моделі фази електродвигуна, що складається з активного опору Rm, Індуктивного опору

статорної обмотки Lm і ЕРС обмотки статора Ет При живленні від статичного перетворювача до фази прикладається зовнішня напруга Um{Рис 133)

Провівши елементарні математичні операції, можна показати, що передавальна функція JVmQ) Обмотки електродвигуна може бути записана в наступному вигляді:

де

Тт – Постійна часу обмотки двигуна

Вид передавальної функції двигуна в точності збігається з видом передавальної функції фільтра низьких частот У разі, якщо частота перемикання інвертора значно вище частоти зрізу цього фільтру, МОДУЛЬОВАНІСТЬ інвертором напруга буде перетворено в середній струм фази, по виду що співпадає з законом модуляції Тобто, модуляція напруги за синусоїдальним законом буде перетворена обмоткою електродвигуна в ток, близьке до синусоидальному (рис 134)

Рис 134 Фільтрація струму фази в режимі ШІМ

Як ми вже говорили раніше, ключові елементи перемикаються циклічно таким чином, щоб забезпечити зрушення сигналів між фазами 120 ° один щодо одного Несуча частота ШІМ модуляції залежить від тривалості спрацьовування ключів, а середня ампли-

Рис 135 ШІМ-модуляція для різних частот перетворення

туди визначається відношенням часу, в якому ключ знаходиться в розімкнутому стані, до часу, в тривалості якого ключ замкнений (рис 135)

Джерело: Семенов Б Ю Силова електроніка: професійні рішення – М: СОЛОН-ПРЕСС, 2011 – 416 c: Ил