Каскадные многоуровневые инверторы

Каскадные многоуровневые инверторы в своей основе используют последовательное соединение однофазных инерторов и их фазное выходное напряжение формируется суммой напряжений изолированных источников постоянного напряжения.

Основным элементом каскадного МАИН, это однофазная схема автономного инвертора напряжения (АИН). Представляющего их себя симметричный коммутатор на 4-х ключах с изолированным источником постоянного напряжения в диагонале постоянного напряжения. Каждая фаза имеет П последовательно соединенных АИН рис.2.35.Источником постоянного тока является неуправляемый трехфазный мостовой выпрямитель с конденсатором на выходе, который получает питание от вторичной обмотки трехфазного трансформатора. В каждом АИН всегда открыты и проводят ток два ключа. Могут иметь место следующие значения выходного напряжения:

- замкнуты ключи К1, К2 или К3,К4. Выходное напряжение U_вых=0.

- замкнуты ключи К1,К4 - U_вых=.+U

- замкнуты ключи К2, К3 - U_вых=.-U.

Рис.2.35. Каскадний БИН

Поскольку при последовательном соединении напряжения отдельных АИН складываются, можно получить выходное напряжение фазы МАИН U_вых=(0, ±U, ±2U,.. ±nU). Общее количество значений выходного напряжений в кривой фазного напряжения составляет N=(2n+1). Количество ключей на фазу МАИН к=4п. Принцип формирования выходного напряжения фазы МАИН, который имеет МАИН, показана на рис.2.36. Там же показана комбинация ключей, которые замыкаются. При этом изменение выходного напряжения отдельного АИН достигается при переключении только одного ключа

Основные характеристики инверторов.

К основным характеристикам инвертора относятся:

1 Регулировочная характеристика, представляющая собой зависимость выходного напряжения инвертора от напряжения управления (коэффициента модуляции).

2 Внешняя (нагрузочная) характеристика инвертора, представляющая собой напряжение на нагрузке от тока нагрузки.

3 Спектральные характеристики напряжения и тока в цепи переменного тока.

4 Энергетические характеристики, представляющие собой зависимости мощности на входе и выходе от тока нагрузки.

5 Электромагнитные характеристики-зависимости токов в цепи питания и токов в полупроводниковых элементах от тока нагрузки.

Исходными параметрами при анализе и расчете являются амплитуда первой гармоники выходного напряжения Um(1), частота этой гармоники и параметры нагрузки Rн, Lн.

Параметры нагрузки обычно задаются безразмерными величинами:

- коэффициентом мощности

- либо относительной постоянной времени

При введенных параметрах амплитуда первой гармоники тока в нагрузке инвертора определяется из уравнен

.

Относительные средние и действующие токи в полупроводниковых элементах инвертора, а также относительный средний ток в источнике постоянного тока определяются по выражениям, представленным в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Динамические характеристики АИ.

Как звено системы регулирования автономный инвертор, аналогично ШИП, описываются апериодическим звеном

, (

где Т₀ –период несущего сигнала (частота ГПН), - коэффициент передачи, определяемый по регулировочной характеристике. Функциональная модель инвертора строится аналогично функциональной модели ШИП с той лишь разницей, что на вход подается переменный модулирующий сигнал.

РАЗДЕЛ 3. Преобразователи частоты со звеном постоянноянного тока

После изученияматериала студениы должны знать этапы

Розвития преобразователей частоты, принципы и законы

широтно-импульсной модуляции, уметь пояснять работу

различных силових схем. Принципы выбора частоты.

Знать что, такое «мертвое время». Обьяснить постоение

практической схемы ПЧ.

План викладення матеріалу

Введение

3.1 Принцип и закон широтно-импульсной модуляции.

3.2 Мостовые широтно-импульсные модуляторы

3.3 3-х фазные АИ с ШИМ.

3.4 Учет и компенсация влияния «мертвого времени

3.5. Практическая схема преобразователя частоты для

электроприводов переменного тока

Эффективным способом управления АД есть использование преобразователей частоты. Такой способ дает возможность использовать АД с К.З., которые являются наиболее простыми и экономичными.

При таком способе управления регулируются два параметра (ток или напряжение, частота). Таким образом, есть две входных координаты (напряжение управления или током, частота).Преобразователи частоты разделяются на два класса:

Непосредственные преобразователи частоты,

Преобразователи частоты со звеном постоянного тока

Непосредственные преобразователи были рассмотрены ранене, потому в этойглаве рассмотрим ПЧ со звеном постоянного тока.