Герман-Галкин С.Г. - Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MatLab 6.0 (1057404), страница 22
Текст из файла (страница 22)
16,1,2] (3.8) ли о гдс а =е' — > — >>мэ а =е ,6] 2 >-а-о л и (7е> (3.9) [3,4,5] Компьютерное моделирование полупроводниковых систем Рассмотрение сложных способов управления удобно ос суа> ствить, пользуясь понятием рсзультирующсго, (пространствсн> >ого) всктора [11]. Пространствснныс векторы напряжсния й и >' ток> на выходс ннвсртора определяются уравнсниял>и: 2 — г —.
2 3 и, =-(и, +тата+а ио); >' = — (>' +а> +а > ), * 3 Например, при управлснин с >х = 180' и сосдинснии обмоток ь>в шины псрсменного тока (МПТ) звездой вскгор напряжения равен где >' — номер интсрвала (цслыс числа 1, 2, 3, .....); 6>„— напряженно питания инвсртора. Из уравнсния (3.9) видно, что пространствснпый всктор статор. ного напряжсния постоянсн на интсрвалс и скачкообразно измсняст фазу прп псрсключснии с интсрвала на интервал. При управлсния с а = 180' на периодс выходного папряжспия АИН укладываются шссть периодов повторяемости Т„л,; каждому из которых соответствует опрсдслсннос сочстанис включснпых полупроводниковых приборов инвсртора и положснис пространственного вектора й, На рис.
3.37 прсдставлсны изображающис векторы >7 и >, длк общсго случая индуктивно-активной нагрузки. Номера в квадрат ных скобках соотвстствуют том транзисторным ключам, на которыс поданы отпнрающис сигналы. При этом каждому сочстапию соот встствуют опрсдслбнныс положспия всктора и, помсчснныс циф' рами 1 — 6. (одограф вектора тока >', при этом прсдставляст собой криву>о а — б — в-г — д-е. В круглых скобках помсчсны транзисторныс ключа ннвсртора, которые проводят ток. Так, при включснпи ТКб, ТК] ТК2 всктор и, займет положснис 1, а вскгор >' начнет перемешать' ся из положсния а в положснис б. До псрссечсши годографа некто ра >', с прямой, отстающей на от п76 всктора и, т. с.
до точки а] ток проводят клю ш ТК6, ТК1 и обратный диод О2 (этот диод вх>' Силовь>е пол и ово никовые и еоб азователи > ° Чь дит в состав транзисторного ключа ТК2; аналоп>чпо все остальные диоды являются составной частью соотвстству>ощих транзисторных ключсй), а в момснт, соответствующий точке а1, ток в фазной, обмотке двигатсля С измсняст направлсннс, диод ]32 запирается и проводящими становятся ключи ТК6, ТК], ТК2. Длитсльность отмсчснных двух состояний силовой цспи инвсртора зависит от постоянной врсмснп нагрузки гл = Ь„! >;,, при увсличсцпи которой увеличивается длитсльность состояния (6, 1, ]32); при опрсдслбнном значснни тл на этом интсрвалс ТК2 нс включается.
>>ис. 3.37. Пространственные векторы напряжения и тока на выкоде АИт>' В цслях болсс подробной классификации схсл> использусм следующие всличины: 1 — модуль рсзультирующсто всктора и =шо>1(п„); 2 — средний модуль рсзультирующсго всктора и„„= ул>о>1(», ), гдс у = т, /7' — относительная длптсльность состояния, при котором » обмотки машины псрсмснного тока присосдпнсцы к источнику; 1 — у =т,>҄— относительная длптсльность состояния, при кото- рой обмотки закорочсны чсрсз анодныс или катодпые транзис- торные ключи; Компьютерное моделирование полупроводниковых систем Силовые пол и ово никовые и еоб ааователи 7'„— период напряжения несущей частоты иа выходе иивсрт .
рто. ра. В частиоги случае, при регулировании иа основной частот оте период равен периоду повторяемости. 3 — фаза результирующего вектора тг тР„= аг"(и ) = — (1 — !), где 1 = 1 2 3 (3 10) 4 — средняя фаза результирующего вектора (3.11) Понятие «средияя фаза» требует дополнительного разъяснения.
Изменение средней фазы результирующего вектора достигается за счет многократных переключений двух ключей одной фазы, например ТКЗ, ТК6, в течение периода повторяемости Тлат. При этом результирующий вектор напряжения перемещается между двумя соседними фиксированными положениями. Из этих двух фиксиро- тг ванных положений вектора ~~,, отстоящих друг от друга иа — рад, 3 путем сто многократных перемещений из одного положения в другое и обратно иа основе принципа геометрического суммирования может быть получено любое промсжуточпос положение за счет изменения времени нахождения вектора в одном и в другом положении.
Фазовый сдвиг между промежуточным и исходным положением вектора представляет собой среднюю фазу. С точки зрения поведения результирующего вектора й,. вес способы управления иивсртором можно разделить иа четыре группы (см. табл. 3.2): 1 — регулирование модуля результирующего вектора; к этой группе относятся АИН с регулированием напряжения иа входе и тремя рассмотренными способами управления (и = 120', 150 180'); 2 — регулирование среднего модуля результирующего вектора' к этой группе относятся схемы с широтно-импульсным рсгулирова иисм выходного напряжения иа основной и несущей частоте; 3 — регулирование модуля и средней фазы результирующего вектора; к этой группе относятся схемы с регулированием напряжения иа входе иивсртора и специальным управлспиелц улучшающим гармонический состав выходного напряжения; 4 — регулирование среднего модуля и средней фазы результирующего вектора; по существу, это схемы с широтно-импульсной модуляцией по сииусоидальиому, треугольному и другим законам, позволяющим улучшить гармонический состав выходного напряжения.
В дальнейшем в соответствии с табл. 3.2 все иивсрторы будем обозначать цифрами, первая из которых (римская) будет соответствовать классу, а вторая (арабская) — группе схемы. К типу 1 — 1 относятся АИН с а = 180' и рсгулировщшсм напряжения иа входе. Свойства этих схсл» достаточно подробно описаны Г в литературе. К типу 2 — 1 относятся иивсрторы с а = 120', 150' и регулировали- ' 4 см напряжения иа входе. При этих способах управления в схеме ф ! выходного каскада образуются ветви, замыкающиеся только через ф$ диоды обратного моста, обладающие односторонней проводимое- Щ тью.
Структура выходной цепи такого иивсртора будет зависеть от направления тока в этих ветвях. В свою очередь момент изменения тока в той или иной ветви схемы зависит от характера нагрузки. Поэтому форма выходного напряжения при а = 120' также зависит от характера нагрузки. При а = 120' структура силовой цепи остается исизмсииой, если созтра <0,55;форгиа напряжения иа обмотке двигателя в этом случае аналогична форме с а = 180', а результирующий вектор напряжения описывается выражением (3.9).
Ко второй группе относятся ииверторы с ШИР иа основной и несущей частоте. Рассмотрим наиболее простой способ управления при ШИР иа основной частоте. Эпюры напряжений па входе ключей ТК1 — ТК6 (рис. 3.35) напряжения иа выходе АИН представлены иа рис. 3.38. В течение каждого периода повторяемости Тлат для подключения нагрузки к источнику питания отпираются три транзисторных ключа (иапригиср, ТК1, ТК2, ТКЗ); для отключения нагрузки от источника один из иих запирается.
Причем запирается тот ключ, который позволяет отключить всю группу аиодиых или катодиых силовых ключей. Так, для отключения нагрузки при отпертых ключах ТК!, ТК2, ТКЗ, запирается ключ ТК2, а при отпертых ключах тпвт о» о2 оз о4 ов оа и Рис. 3.38. Управление АИН при ШИР на основной частоте Компьютерное моделирование полупроводниковых систем ТК2, ТКЗ,ТК4 — ключ ТКЗ и з.
д. Такой способ управления иазм. вастся алгоритмом одиночного переключения (АОП). Широтно-импульсное регулирование напряжения на выход» АИН на основной частоте и АОП осушсствляется изменением о» носительной продолжительности включения нагрузки в цепь истое ника питания. Имеется и другая возможность ШИР на оспови ио»» овьв частоте, когда в паузе между импульсами запираются два силе~ ' ключа одной группы (алгоритм группового переключения АГ )' АГП). Здесь при отпертых ТК1, ТК2, ТКЗ для создания паузы в напра' яжо иии на нагрузке запираются ТК1 и ТКЗ. в ив' При алгоритме группового переключения создается пауза в пряжснии на нагрузке, сели к моменту запирания двух транзис исто Р' ных ключей одной группы, ток изменит знак. Это имеет место сто пР" ве»»»»ьв малых постоЯнных вРсмсии нагРУзки го . Если значение то ве Силовые пол и ово пиковые и еоб азователн и к рассматриваемому моменту ток знака ие изменит, то паузу в выходном напряжении сформировать не удается.
Обратясь к рис. 3.37, нетрудно показать, что регулирование напряжения на выходе АИН, возможно пока мгновенная разность фаз »т между изображаюшими векторами 9» =9»„— щ < —. Алгоритм одиб ночного переключения способен формировать паузу в выходном напряжении инвсртора при любых значениях тн = »-»»»»;,, однако в системах электропривода при переходе асинхронного двигателя в генераторный режим с рскупсрацисй энергии в источник питания, ни АГП, ни АОП нс формируют паузу в выходном напряжении, поэтому преимущества АОП проявляются лишь в режимах потребления энергии асинхронным двигателем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
