Автоматизированный электропривод с частотным преобразователем с ШИМ.

Структурно силовой преобразователь с ШИМ состоит из неуправляемого выпрямителя, при этом отсутствует блок управления выпрямителем (БУВ) и АИ с ШИМ, который управляется блоком управления инвертором (БУИ).

Для уяснения принципа действия АИ с ШИМ рассмотрим его однофазную электрическую схему на рис. 1.

Источник питания представляет из себя две одинаковые половины с одинаковой ЭДС. При этом с помощью двух позиционного ключа К (положение 1 или 2). На сопротивление нагрузки работают попеременно с высокой частотой, либо верхняя половина источника, либо нижняя. При этом верхняя половина источника работает в течение времени , вторая при . При этом ток через верхний участок протекает с права на лево. Если ключ находится в положении 2, то ток через будет протекать с лева на право.

Если , то =0 на ( ).

Если и при этом величине + =const. и обозначается , называясь при этом несущий период модуляции.

.

Если при этом соотношение и изменять пропорционально закону синуса, то будет изменятся в соответствии с

= , (1)

где – называется глубиной модуляции

– несущая частота модуляции.

Таким образом, если изменять в соответствии с (1), и , то на выходе преобразователя можно получить напряжение приблизительно равному синусоидальному, при этом, изменяя несущий период модуляции, можно изменить , изменяя изменять амплитуду и действующее значение .

Описание работы схемы рис. 1, в.

Пусть в момент времени t=0 открыт, а закрыт, при этом коммутирующий конденсатор предварительно заряжен. На работает верхняя половина. В течении вентеля происходит заряд , а удерживает свой заряд за счёт отсекающего диода . По завершению вентеля подаётся управляющий импульс на , при этом он отпирается и разряжается на нижнюю полуобмотку трансформатора, в следствии чего в верхней полуобмотке трансформатора наводится Е взаимоиндукции, которая представляет из себя обратнозапирающее напряжение для вентеля Т . После этого на работает нижняя половина источника питания и т. д.

На рис.2, представлена принципиальная схема ПЧ с ШИМ, которая состоит из неуправляемого диодного выпрямителя, фильтра и АИ напряжения с ШИМ.

- вентили анодной группы, которые на протяжении периода коммутации постоянно открыты, а - управляемые вентили катодной групы, которые на протяжении работают в импульсном режиме.

коммутирующие ёмкости;

- отсекающие диоды.

В настоящее время АЭП с ШИМ являются наиболее широким классом частотно регулируемых электроприводов и различаются в основном характером выходного напряжения и тока (за счёт использования АИН и АИТ), а также сложностью алгоритма и синтеза управления.

АЭП с ШИМ успешно и с высокими показателями качества реализует все перечисленные функции АЭП (пуск, торможение, регулирование, реверс). При этом показатели качества существенно выше , в частности Д=1000 1, при этом обеспечиваются высокие энергетические показатели.

Недостатком таких ЭП является сложность системы и алгоритм управления. По этой причине чаще всего в АЭП с ШИМ и I поддерживаются несинусоидальными, а трапециидальными.