Инверторы с независимым возбуждением
Такие инвер-ры имеют ключи управления, к-ые осущ-ся от ШИМ-контроллера.Если инвертор 2х-тактный,то минимум необходимых эл-тов схемы управ-я показано на рис 68. Частота коммут-ии ключей силового модуля задается генератором пилообразного напяж-я G и остается стабильной. Пилообразный сиг-л генер-раUП изображен на рис б.Но он м.б и другой формы UП, треугольной, правосторонней и тд. Входом схемы управ-я явл-ся управляющийся сигнал Uу. Он подается на инверсный вх компаратора D2. С помощью компаратора сравниваются 2 сиг-ла UП и Uу. В момент их равенства формируется передний фронт Uш – широтно-модулированного имп-са.С помощью тригирра D1 и логических элем-ов D3,D4 импульс Uш с выхода компаратора распред-ся по 2м каналам в виде UT1,UT2. Затем эти имп-сы усиливаются по мощ-ти с помощью усилителей УМ1, УМ2, т.о, чтобы управ-ть ключами силового модуля инвер-ра. Из диаграмм видим,что при увеличении уровня управл-щего сигнала до величины Uy2 ширина имп-са Uш уменьшается,это приводит к снижению действующ-го значения переменного вых напряж-я U2, т.е с помощью управл-его сиг-ла Uy можно регулировать вых-е напр-е инвер-ра. Причём процесс регулир-я осущ-ся независимо от процессов в силовом канале маломощными элем-ми схемы управления.
43
Формирование ступенчатого напряжения с шим
На рис 73 б показан понижающий ИСН,у к-го энергия в нагрузку поступает порциями только на инт-ле открытого состояния ключа. Кол-во энергии,поступающей в нагр-ку за ед времени опред-ся соотнош-ем м.у временем открытого и закрытого состояния ключа. При измен-ии этого соотнош-я по зак-ну вх-го сиг-ла Uвх синусоид-но,приблиз-но по такому з-ну будет изменяться и ср знач-е напряж-я на нагрузке. На рис 73а.показаны управляющие имп-сы и форма тока нагрузки, т.е тока ч.з дроссель, к-ая близка к синусоид-ой. Чем выше частота коммут-ии, тем меньше коэф-т нелин-ых искаж-ий. Этот способ формир-я квазисинусоиды не связан с энергетическими потерями и усложнением схемы силовой части инвер-ра. Качество вых непр-я опред-ся св-ми управл-его модул-ра М.
41
Инверторы с sin-ым выходным напряжением. Использование lc-фильтров
Инвер-р на рис68 как источник питания может удовлетворять требов-ям ограниченного числа потребителей переменного тока.Переменное напряжение прямоугольной формы ,кроме 1-ой гармоники создают широкий спектр нечетн. гармоник.рис69. Здесь по оси абсцисс отложена относит-ая частота гармонических составляющих, по оси ординат- амплитуда гармоник по отношению к основной с част-ой f и амплитудной А=1. При разложении прямоуг-го напр-я в гармонич-й ряд Uн –амплитуда перемен. напряж-я
.
Степень приближения формы кривой любого
периодич-го с-ла синусоиде принято
оценивать коэффициент нелинейных
искажений
Где
U-
действующее значение напряжения с-ла,
U1
– действующее значение его основной
гармоники, для переменного напряжения
прямоуг формы:
=48,4%.
Приблизить кривую периодич-го сиг-ла к
синусоиде можно различными способами,довольно
часто испол-ся 1) реализация ступенчатой
формы перемен-го напр-я 2) использование
ШИМ 3)исп-ие реактивных фильтров. При
реализации 1-го способа можно исп-ть
завис-ть коэф-ов нелинейных искажений
от
числа ступеней n.
рис 70. Кривая 1 соот-ет случаю, когда
существует ступенька при 0-м значении
напряжения, а кривая 2 – когда такой
ступеньки нет.
Использование LC-фильтров.
Почти всегда на вых инвер-ра ставят реактивный фильтр для выделения 1-ой гармонике напряж-я.На рис 74.показана завис-ть коэф-та нелинейных искаж-й в % от параметров Г-образного LC-фильтра. 1-ый график изображен для прям-го напряж-я на вх фильтра. 2-ой график – для ступенчатого с длит-ю импульса 2/3 длит-ти рабочего полупериода. Диапазон нагрузок: верхняя граница- чисто актив-ая, нижняя – чисто индуктивная. По оси абсцисс отложена относит-ая частота фильтра. Польз-сь этими графиками можно по заданному знач-ю и имеющейся форме перем-го напряж-я на вых инверт-ра опред-ть требуемое знач-е LC.
42