Напряжения трёхфазного инвертора

Регулировочная характеристика и спектральный состав выходного напряжения трёхфазного инвертора также как и однофазного зависят от коэффициента модуляции и формы модулирующего напряжения [10, 17].

В спектре выходного напряжения трёхфазного инвертора отсутствуют все чётные гармоники, а также гармоники кратные трём. Сам спектр определяется алгоритмом управления. При управлении автономным инвертором по закону амплитуды гармонических составляющих в фазном напряжении определяются из выражения:

, (5.1)

где - амплитуда -ой гармоники;

= 6n + 1; n = 0, 1, 2, 3…;

- напряжение питания.

Отношение амплитуд гармонических составляющих фазного напряжения к амплитуде первой гармоники имеет вид:

. (5.2)

Из уравнения (5.2) следует, что при простейшем алгоритме управления гармонический состав постоянен. В выходном напряжении наиболее сильно выражены пятая и седьмая гармоники. При ШИР на основной частоте повторения (рис. 5.15) отношение амплитуд гармонических составляющих фазного напряжения к амплитуде первой гармоники имеет вид:

. (5.3)

На рис. 5.18 а показаны зависимости относительных амплитуд гармоник от относительной длительности управления . Из рис. 5.18 видно, что в процессе регулирования при уменьшении выходного напряжения 5, 7, 11, 13 гармоники приближаются к основной, что искажает форму напряжения и тока и приводит к увеличению потерь от высших гармоник.

294 Электронные аппараты

Рис. 5.18. Гармонический состав выходного

напряжения АИН с ШИР

Некоторое улучшение гармонического состава достигается за счёт ШИР на несущей частоте (рис. 5.16).

В этом случае отношение амплитуд гармонических составляющих фазного напряжения к амплитуде первой гармоники имеет вид:

, (5.4)

где k определено выражением

. (5.5)

Из последнего выражения следует, что для монотонного уменьшения -

гармоники при уменьшении необходимо соблюдение условия . При k = 1 ни для одной из высших гармоник это условие не выполняется. При k = 2 оно выполняется только для пятой гармоники. При k = 3 – для пятой и седьмой гармоник и т. д.

На рис. 5.18 б показаны зависимости относительных амплитуд гармоник от относительной длительности управления для k = 2.

В случае широтно-импульсной модуляции расчёт спектра выходного напряжения инвертора представляет собой достаточно сложную задачу. На гармонический состав выходного напряжения здесь влияют отношение несущей

Автономные инверторы 295

частоты к частоте модуляции, закон изменения модулирующего напряжения и коэффициент модуляции. Использование пакета расширения Signal Processing Toolbox позволяет при любых сочетаниях этих регулируемых параметров определить спектральный состав выходного напряжения.

На рис. 5.19, в качестве примера, представлен спектр фазного напряжения на выходе инвертора при синусоидальной форме модулирующего напряжения и

= 400 В; m = 0,85; = 500 Гц; = 25 Гц.

Сравнение этого спектра с аналогичным для однофазного инвертора показывает, что здесь практически подавлена гармоника на несущей частоте.

Рис. 5.19. Спектр фазного напряжения на выходе

инвертора при ШИМ