8.2.3. Анализ влияния методов управления на качество преобразованной энергии

При импульсно – фазовом управлении преобразование модулирующего сигнала во временной интервал можно представить в виде одного из уравнений

C(t) = R(U_мод) = 0; (8.32)

Q(U_мод.t) + K = 0; (8.33)

где C(t) –параметр, зависящий от времени, но независящий от U_мод, т.е. несущий сигнал;

R(Uмод) – параметр, зависящий от Uмод, но независящий от времени;

Q(Uмод.t) – параметр, зависящий от Uмод и t.

Уравнение (8.32) описывает функционирование СУ вертикального, (8.33) – горизонтального. В ПЧ с регулируемой выходной частотой находит применение только вертикальный способ управления.

Проанализируем влияния вида модулирующей функции напряжения управления на качество преобразованного напряжения, приняв допущение о бесконечно большой кратности частот модулирующего и несущего напряжений. При этом допущении будем считать, что фазное напряжение на входе преобразователя повторяет по форме модулирующую функцию напряжения управления [37].

8.2.3.1. Основные понятия и определения

Для сравнения различных видов модулирующего и выходного напряжений преобразователя необходимо ввести основные понятия.

Пилообразный сигнал U_пил на рис.8.6,а с частотой fs устанавливает частоту переключения вентилей (fs называют также несущей частотой). Сигнал управления U_упр с частотой f₁ модулирует время работы вентилей.

Требуемая частота напряжения на выходе инвертора f₁ называется модулирующей.

Коэффициент модуляции амплитуды m_a определяется отношением

, (8.34)

где Uупр – амплитуда сигнала управления.

Амплитуда сигнала несущего напряжения поддерживается обычно постоянной.

Коэффициент модуляции частоты m определяется

(8.35)

Коэффициент использования напряжения, определяемый как отношение амплитуды первой гармоники выходного напряжения (при m_a =1) к максимальному значению питающего напряжения

. (8.36)

Коэффициент искажения, учитывающий степень приближения формы кривой к синусоиде

. (8.37)

Коэффициент гармоник (или нелинейных искажений), учитывающий содержание гармоник в кривой выходного напряжения

. (8.38)

Относительная частота (номера гармоник) искажающих составляющих

, (8.39)

где n = 1,2,3…