Принцип действия ПЧ с ШИМ.

Рассмотрим принцип действия АИ с ШИМ с помощью однофазной электрической схемы замещения. АИ с ШИМ показана в виде автономного источника питания деленного на две половины. . Половины источников питания попеременно работают на сопротивление нагрузки (одна фаза статора обмотки).

Рис.24

При этом переключение осуществляется при помощи двух позиционно коммутирующего ключа. Если ключ в положении 1 работает верхняя половина источника. При этом ток протекает справа налево. Если ключ в положении 2 работает нижняя половина источника. При этом ток протекает слева направо.

длительность положения ключа в положении 1.

длительность положения ключа в положении 2.

Если то среднее напряжение на нагрузке U_Н = 0.

Если то среднее напряжение на нагрузке

- несущий период модуляции; - глубина модуляции.

Если при этом на протяжении периода коммутации изменять соотношение и не меняя при этом τ, и делать это в соответствии с законом синуса, то выходное напряжение будет равно: где .

То есть можно реализовать пропорциональный закон изменения напряжения на нагрузке. Однако не следует отождествлять несущую частоту модуляции с выходной частотой инвертора (10-20Мгц – 0-100 Гц). В рассмотренной системе воздействие на выходную частоту осуществляется изменением несущей частоты модуляции, изменение амплитуды – изменении глубины модуляции.

Современные АИ строятся на базе тиристоров (IGST и IGBT) у которых запирание и отпирание силового ключа производится с помощью управляющих импульсов. При этом существенно возрастает сложность системы управления, и в настоящее время в ПЧ с ШИМ применяют векторную систему управления.