Пронин М.В., Воронцов А.Г., Калачиков П.Н., Емельянов А.П. Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями

Подождите немного. Документ загружается.

Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями

установке нагрузкой является асинхронный двигатель. В рассматриваемой модели системы

нагрузка представлена активными сопротивлениями 0,3697 Ом и индуктивностями

0,8825 мГн. Входной трехфазный дроссель отсутствует, но вместо него учитываются индук-

тивности кабелей 1 мкГн. В одной из модификаций преобразователя

сель имеет индуктивность 0,5 мГн и активное сопротивление 0,

ной батареи 1000 мкФ. Частота

ШИМ инвертора 1058 Гц.

На рис.5.3.3 представлен результат расчета, который выполнен для заданного номи-

нального тока нагрузки 475 А. Заданная частота тока нагрузки принята в расчете равной

52 Гц, то чтобы

сглаживающий дрос-

01 Ом, емкость конденсатор-

есть несколько выше номинального значения, проявить в результатах харак-

терную особенность системы – наличие двух 6-пульсных преобразовательных мостов с близ-

кими частотами пульсаций.

Рис.5.3.3 Напряжения и токи в схеме с двухуровневым преобразоват

На рис.5.3.3 изображены трехфазная система напряжений сети u

, ток одной фазы се-

ти i

, выпрямленный ток диодного моста i

, напряжение конденсатора u

, ток конденсатора

, напряжение одной фазы нагрузки u

, трехфазная система токов нагрузки i

, опорное на-

вни-

тельно

На рис.

5.3.4 изображены токи и напряжения в рассматриваемой схеме в том же ре-

жиме работы, рассчитанные при индуктивности сглаживающего дросселя 1 мГн и емкости

конденсаторной батареи 2000 мкФ. В таблице

5.3.1 представлены результаты анализа токов

и напряжений в рассматриваемом режиме работы.

елем частоты

пряжение u

оп

, а также трехфазная система напряжений управления u

Характерной особенностью рассматриваемого процесса являются значительные пуль-

сации выпрямленного тока i

и напряжения конденсаторной батареи u

. В связи со сра

небольшой разницей в частотах напряжения сети (50 Гц) и нагрузки (52 Гц) в указан-

ных токе и напряжении существуют биения с частотой 6(52-50)=12 Гц.

131

Пронин М. В., Воронцов А. Г., Калачиков П. Н., Емельянов А. П.

Рис.5.3.4 Напряжения и токи в преобразователе частоты при увеличенных емкости

конденсатора и индуктивности сглаживающего дросселя

Таблица 5.3.1 Результаты анализа токов и напряжений рис.5.3.4

Фазное напряжение питающей сети, В

Коэффициент искажения синусоидальности

218.591

0.07329

Частоты гармоник, Гц Действующие значения Фазы, гр.

50 218.003 -1.8489

Фазный ток выпря

Коэффициент иска

мителя, А

жения синусоидальности

390.966

0.2496

Частоты гармоник, Гц

250

350

550

Действующие значения

378.590

77.220

43.891

Фазы, гр.

-10.8361

122.1021

113.6999

26.143

-117.5695

Выпрямленный ток диодного

Максимальное значение, А

Минимальное значение, А

557.385

419.044

моста, А

485.963

Напряжение конденсатора, В

Максимальное значение, В

498.473

572.870

Минимальное значение, В

398.750

Ток в конденсаторе, А

170.339

Максимальное значение, А

Минимальное значение, А

539.507

-270.276

Частоты гармоник, Гц

155

310

315

Действующие значения

32.122

48.649

26.753

Фазы, гр.

17.8131

114.3861

-153.8034

900

905

1215

53.111

37.395

-79.7972

105.7664

69.006

-61.6655

Фазное напряжение нагрузки, В

Коэффициент искажения синусоидальности

235.258

0.3708

Частоты гармоник, Гц

51.99

Действующие значения

218.482

Фазы, гр.

-42.5828

259.99

24.997

847.58

852.78

951.58

956.78

1159.58

16.512

15.925

19.047

16.996

24.762

-23.9055

165.1871

-104.2958

83.1600

147.6309

93.0978

Фазный ток нагрузки, А 466.825

Частоты гармоник, Гц Действующие значения Фазы, гр.

51.99 466.054 -80.5353

132

Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями

Следует отметить, что значительные пульсации выпрямленного напряжения, выяв-

ленные в расчетах, отмечались и при испытаниях преобразователя ТПЧ-250-380, при работе

его на асинхронный короткозамкнутый двигатель. Осциллограмма токов и напряжений пре-

образователя в режиме работы, близком к номинальному, представлена на рис.

5.3.5.

0,04 t, c 0 0,01 0,02 0,03

Рис.5.3.5 Осциллограмма токов и напряжений ТПЧ-250-380 в

номинальном режиме работы

, входного тока

444 А,

выпрямленное напряжение 520 В, выпрямленный ток 550 А, действующее линейное напря-

жение на выходе 392 В, действующий ток на выходе 474 А, частота

§ 5.4 Трехуровневый инвертор напряжения

прибор н-

денсаторов в звене постоянного тока, а также при использовании дополнительных диодов, с

помощью которых точка соединения друг с

другом конденсаторов объединяется с точками

соединения друг с другом полупроводниковых приборов в каждом плече моста. Расчетная

схема преобразования с трехуровневым инвертором напряжения представлена на рис.

5.4.1.

Для формирования напряжений нагрузки используются три уровня напряжения – ну-

левой уровень, напряжение на одном конденсаторе и напряжение на двух последовательно

соединенных конденсаторах. Поэтому рассматриваемую схему называют

трехуровневой.

Основные преимущества трехуровневых инверторов по сравнению с двухуровневыми:

− повышенное напряжение преобразователя на входе и выходе при использовании

сравнительно низковольтных элементов (транзисторных модулей, конденсаторов);

− повышенная единичная мощность преобразователя;

− меньшие искажения напряжения и тока нагрузки в режиме синусоидальной ШИМ;

На осциллограмме приведены мгновенные значения напряжения u

инверто

ра i

, линейного выходного напряжения инвертора u

и фазного выходного тока i

Снята осциллограмма в режиме работы, близком к номинальному режиму преобразователя

ТПЧ-250-380: входное действующее напряжение 400 В, входной действующий ток

выходного тока 50 Гц.

В трехфазных трехуровневых автономных инверторах напряжения [33], [76], [102],

[123] в каждом плече моста используются два транзистора или тиристора, включенных по-

следовательно. Напряжения между последовательно включенными полупроводниковым

ами делятся приблизительно поровну с помощью последовательно соединенных ко

133

Пронин М. В., Воронцов А. Г., Калачиков П. Н., Емельянов А. П.

− меньшие динамические потери энергии в режиме синусоидальной ШИМ.

iz1

kz1

ic1

rн

lн

iz2

kz2

ic2

idi1

idi2

ki31ki21ki11

ki32ki22ki12

ii31

ii32ii22ii12

ii11 ii21

ii33

ii23ii13

ik31ik21ik11

ki33ki23ki13

idi3

ki14 ki24 ki34

ii14 ii24 ii34

ik32ik22ik12

Рис.5.4.1 Схема с трехфазным трехуровневым АИН

Указанные преимущества частично сохраняются при работе инвертора в режиме пе-

ремодуляции. При фазной коммутации выходные линейные напряжения трехуровневого ин-

вертора имеют прямоугольную форму, как и в двухуровневом инверторе.

Трехуровневые инверторы находят применение в тяговых приводах электропоездов,

питающихся непосре жения 3 кВ (2,2-4 кВ),

в преобразователях собственных нужд электропоездов и

др. [76], [101].

П етствии

с рис.

5. итываются напряжение ист ния u

, ак-

тивное с

еля, актив-

ные соп

и ия r

токи i

, i цепей защ от перенапряжений транзисторов иты от

перенап

транзи защиты

закрыт,

В и рат т е ключи,

которые

фазы n=1, 2 ые функ-

ции рав крыт, и ток протека от транзи-

стор ил твующий транзисто

i11

одно ом k

i13

противоположного плеча

– если орот. Транз

работает в

противо

если один открыт, то другой закрыт. работают

транзис :

k (5.4.1)

И ленного напряжения токи

di3

. На вы-

ходе ин нагрузки u

. При это дключен-

ных к обще те

В сопро з r

и индук токи i

ющие вания.

дственно от контактных сетей постоянного напря

ри математическом описании системы с трехуровневым инвертором, в соотв

4.1, в цепи выпрямленного тока уч очника пита

емк

опротивление r

и индуктивность l

сглаживающего дросс

рот

нд

ости с

и с

влен

ивления r

и токи i

, i

ко енсаторных фильтров, акт вные сопроти

иты . Состояния в цепях защ

ряжений описывается функциями k

и k

=0, если 1

стор в цепи

еляется k

=1, если 1 транзистор в цепи защиты открыт, аналогично пред

ся как идеаль

нверторе транзисторы и об ные диоды рассматриваю ны

описываются функциями k

in1

, k

in2

, k

in3

, k

in4

(номер , 3). Указан

ны 1, если соответствующий транзистор от ет через эт

и обратный диод, и равны 0, если соответс р закрыт. Транзистор

го плеча моста работает в противофазе с транзистор

крыт, то другой закрыт, и наободин транзистор от истор k

i12

фазе с транзистором k

i14

–

Аналогично

торы в других фазах мост

}

.1,1 kkk −=−=

2413 inininin

нвертор потребляет из цепей выпрям i

, i и

di1 di2

вертора формируются напряжения фаз

м в диодах, по

й точке конденсаторов, про кают токи i

и i

2kn1 kn

тивления фа

, где n – номер фазы.

нагрузке учи ются активныетыва

тивности l

ее

ри моделировании схемы рис.

5.4.1 осуществляются следу преобразо

На каждом шаге расчета ∆t определяются напряжения на емкостях u

и u

. Затем

конденсаторы заменяются зависимыми источниками напряжения u

rc1

и u

rc2

⎭

⎬

⎫

=+=

∆

+= .2,1,, miruu

cmcmcmrcm

cmcm

(5.4.2)

134

Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями

Далее осуществляется перенос источника u

ложительном

дятся в отриц транзисторного

моста.

rc1

в ветви схемы, которые сходятся в по-

полюсе входной цепи инвертора, а также источника u

rc2

в ветви, которые схо-

ательном полюсе. Затем эти источники переносятся в плечи

В результате исходная схема распадается на подсхемы, изображенные на рис.

5.4.2.

iz2

kz2

rн

lн

ii12ii22ii32

ii33 ii23 ii13

ki13

ik12

ki23

ik22

ki33

ik32

urc2

ic2

urc1

urc1 urc1 urc1

ki31 ki21 ki11

ii31

ik21

ii21 ii11

ik11ik31

urc1

iz1

kz1

ic1

urc2

ki34 ki24 ki14

ii14ii24ii34

urc2 urc2 urc2

ki32 ki22 ki12

(5.4.3)

В ЭДС фаз инвертора, определенных выражениями (5.4.3), присутствуют составляю-

щие нул груз-

ки из фазных ЭД

Рис.5.4.2 Разделение схемы с трехуровневым инвертором на подсхемы

Подсхемы рис.5.4.2 взаимосвязаны через источники напряжения u

rc1

, u

rc2

, зависимые

от токов, и источники тока i

, i

, зависимые от напряжений.

Фазные ЭДС инвертора:

432211 nnrcnnrcn

kkukkue −=

евой последовательности. Для упрощения последующего определения токов на

С составляющие нулевой последовательности удаляются:

⎭

⎬

⎫

=−=

= .,,

321

0 nnnn

eueee

eee

(5.4.4)

При использовании уравнений (5.4.4) дифференциальные уравнения для определения

токов нагрузки представляются в следующем виде:

nнnn

iru

di −

= .

⎬

−==

33212 inninininnin

kiikkiiиначе

(5.4.6)

,0,,0

inmdnmtnm

dnminmtnminm

iiiиначе

iiiтоiесли

где m= в соответст-

вии с обозначениями схемы .

432121 ininknininkn

(5.4.5)

Токи в плечах трехуровневого инвертора:

⎫

11 innin

kii

⎪

−==>

,,,0

43322 ininnininninn

kkiikiiтоiесли

⎪

⎭

−=

44 innin

kii

Мгновенные значения токов i

tnm

в обратных диодах i

dnm

⎭

⎬

(5.4.7)

⎫

−==

==>

1, 2, 3, 4 и обозначает номер транзистора и обратного диода в фазе моста

рис

5.4.1

Мгновенные значения токов i

kn1

и i

kn2

в диодах, подключенных к точке соединения

друг с другом конденсаторов:

, iiiii

}

−

Выпрямленные токи инвертора в поло

= (5.4.8)

жительном и отрицательном полюсах моста:

135

Пронин М. В., Воронцов А. Г., Калачиков П. Н., Емельянов А. П.

}

34241433121111 iiidiiiidi

iiiiiiii

+=++= (5.4.9)

Ток источника питания определяется из уравнения:

kdrcrckk

iruuu

di −−−

. (5.4.10)

Токи в цепях защиты от перенапряжений:

⎭

⎬

== .,

ki (5.4.11)

и u превысило уставку защиты, и k =0, если u находится в

⎫

где k

=1, есл

rc1 z1 rc1

допустимых

границ

12)

ах, k

и k

определяются аналогично.

Токи конденсаторных батарей:

}

322111 dizkcdizkc

iiiiiiii −−=−−= (5.4.

Система управления трехуровневого АИН может быть построена при использовании

двух пилообразных (опорных) напряжений u

оп1

и u

оп2

, как изображено на рис.5.4.3.

Рис.5.4.3 Опорные напряжения, напряжение управления и функции состояния ключей

На рис.5.4.3 изображены также функции состояния транзисторов одной фазы инвер-

тора. При идеальных ключевых элементах они эквивалентны импульсам управления транзи-

. Как видно из рисунка, транзисторы одного плеча моста работают в режиме широтно-

импульсной модуляции поочередно. Именно это обстоятель

сторов

ство приводит к уменьшению

относительных динамических потерь и к улучшению формы выходного напряжения (пульса-

ции выходного напряжения имеют меньшую амплитуду по отношению к величине входного

напряжения).

Пилообразные напряжения:

⎪

⎭

⎪

⎬

⎫

−=τ=

−τ=τ>τ

∆+τ=τ

,1,2

,1,

121 опопопоп

опопоп

uuu

тоесли

(5.4.13)

где f

оп

– частота опорных напряжений, τ

оп

– промежуточная переменная, ∆t – шаг расчета.

Регу хуровневого

АИН осущес

При указанном равления состоя-

ния клю

)

лирование тока нагрузки и определение напряжений управления тре

твляется в соответствии с выражениями (5.1.12)-(5.1.15).

определении опорных напряжений и напряжений уп

чей моста находятся в соответствии с условиями:

⎪

⎬

⎫

==>

,0,1,

311

inin

ininопyn

KKиначе

KKтоuuесли

(5.4.14

⎪

⎭

==>

,1,0

,0,1,

422

inin

ininопyn

KKиначе

KKтоuuесли

где n – номер фазы, K

inm

– функции состояния ключей в плечах моста (n=1,2,3, m=1,2,3,4).

136

Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями

При K

inm

=1 транзистор открыт. При этом, если ток в транзисторном модуле положи-

тельный, то он протекает через открытый транзистор; если этот ток отрицательный, то он

протекает через обратный диод, который шунтирует открытый транзистор. При K

inm

=0 тран-

зистор и обратный диод закрыты, и ток нагрузки протекает через другие элементы моста.

По математическому описанию схемы рис.

5.4.1 разработана программа расчета на

ЭВМ электромагнитных процессов в системе с трехфазным трехуровневым АИН. В качестве

примера ниже представлены некото

При выполнении расчетов

ность

расчета

d d

(50 Гц), f

ШИМ. Установив

включения преобразователя

пряжен

важным является вопрос равномерности распределения на-

пряжения между посл

тельны

рые результаты расчетов по указанной программе.

приняты следующие параметры системы: продолжитель-

рассчитываемого интервала времени 2с, начало записи результатов расчета в файл

1.975с, шаг расчета ∆t=1 мкc, шаг записи

результатов в файл 5 мкc, u =1000 В,

=0.5 мГн, r = .01 Ом, с

=с

=2000 мкФ, r

=0.01 Ом, l

=1 мГн, r

=1 Ом, ω

=314.15 рад./c

Гц, I =250 А, K =0.05, K =0.005.

оп

=2000

z i o

Результат расчета представлен на рис.

5.4.4 в виде диаграммы мгновенных значений

токов и напряжений преобразователя в установившемся режиме работы при синусоидальной

шийся режим получен как результат затухания переходного процесса после

. В таблице

5.4.1 представлены результаты анализа токов и на-

ий в рассматриваемом режиме работы трехуровневого инвертора.

В рассматриваемой схеме

едовательно соединенными конденсаторами. При выполнении дли-

х расчетов существенное увеличение напряжения какого-либо конденсатора при со-

ответствующем уменьшении напряжения другого конденсатора не наблюдалось.

Рис.5.4.4 Напряжения и токи трехуровневого АИН при синусоидальной ШИМ

137

Пронин М. В., Воронцов А. Г., Калачиков П. Н., Емельянов А. П.

Таблица 5.4.1 Результаты анализа токов и напряжений рис.5.4.4

Напряжение 1 конденсатора, В

Максимальное значение

Минимальное значение

504.040

528.838

478.559

Напряжение 2 конд

Максимальное знач

енсатора, В

ение

494.106

518.172

Минимальное значение

468.714

Ток 1 конденсатора, А

Ток 2 конденсатора, А

155.577

155.036

Выпрямленный ток положительного пол

Выпрямленный ток отрицательного пол

юса, А

188.000

186.692

Напряжение 1 фазы инвертора, В 283.823

Частоты гармоник, Гц

Де

1800

йствующие значения

260.251

27.085

Фазы, гр.

-4.1583

-69.1801

2200

3950

31.660

33.233

-113.8753

-0.8241

4050

27.032

176.1953

4250

5800

23.757

31.016

-29.1199

102.9967

Ток 1 фазы нагрузки, А 249.604

Частоты гар

моник, Гц Действующие значения

249.551

Фазы, гр.

-21.4289

В трехуровневых АИН максимальное напряжение на стороне переменного тока в ре-

жиме синусоидальной ШИМ ограничено, аналогично (5.1.17), следующим соотношением:

(5.4.15)

В режиме фазной коммутации действующее напряжение нагрузки определяется фор-

мулой, аналогичной (5.1.18):

(5.4.16)

§ 5.5 Преобразователи частоты с последовательным

включением инверторов в фазах нагрузки

В мощных высоковольтных электроприводах применяются многоуровневые преобра-

зователи частоты, в которых для повышения выходного напряжения и улучшения его каче-

ства соединяются последовательно транзисторы или транзисторные инверторы [76], [115]. В

таких преобразователях при работе транзисторов в режиме широтно-импульсной модуляции

выходное напряжение формируется путем переключения полярности ряда конденсаторов,

путем изменения количества последовательно включаемых конденсаторов

. В одном из вари-

антов многоуровневых преобразователей используются низковольтные ячейки преобразова-

ния частоты с однофазными инверторами, которые соединяются последовательно в каждой

фазе нагрузки (каскадные преобразователи) [95], [107]. Преобразователи этого типа c диод-

ными (пассивными) выпрямителями выпускают фирмы MITSUBISHI [136], TOSHIBA [140].

Аналогичные преобразователи с транзисторными (активными) выпрямителями выпускает

фирма ESTEL [142].

На рис.

5.5.1 представлена схема с транзисторным преобразователем частоты с актив-

ными выпрямителями и с последовательным соединением трех однофазных инверторов в

каждой фазе нагрузки.

Использование транзисторных выпрямителей позволяет обеспечить следующие пре-

имущества преобразователя по сравнению со схемами с диодными выпрямителями:

− возможность рекуперации энергии в питающую сеть;

− практически синусоидальные фазные токи сети;

− возможность

работы с заданным коэффициентом мощности питающей сети.

.)(35,0

21 rcrcфн

UUU +=

).(45,0

21 rcrcфн

UUU +=

138

Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями

es1

us1

es2

us2

es3

us3

lt1 lt1 lt1

ПИ-регулятор Us

usn

Esm

ic1

id1

ic2

id2

ic3

id3

idi1 idi2 idi3

ic6

idi4

ic4

id4

idi5

id5

ic5

idi6

id6

ic9

idi7

ic7

id7

idi8

id8

ic8

idi9

id9

lн

rн

iн2

iн3

uн3

ki2 ki4

ki5

ki6

ki13

ki14

ki15

ki16

ki17

ki18

н1

uн1

uн2

ki7

ki8

ki9

ki10

ki11

ki12

ki1 ki3

kv1

kv2 kv4

kv3

kv6

kv5

kv8

kv7

kv10

kv9

kv12

kv11

kv16kv14

kv13 kv15 kv17

kv18

i2 i3

i4 i5 i6

i7 i8 i9

Рис.5.5.1 Схема каскадного транзисторного преобразователя частоты

В схеме рис.5.5.1 преобразователь частоты содержит многообмоточный трансформа-

тор и выпрямительно-инверторный преобразователь.

Преобразователь частоты получает питание от источника напряжения, который со-

держит трехфазную систему ЭДС e

(n – номер фазы) и индуктивности l

. Источник имеет

фазные напря

яжения. На

вход регулятора поступают сигналы по мгновенным значениям напряжений фаз, на выходе

регулят

жения u

и токи i

. Он снабжен регулятором действующего напр

ора формируется амплитуда фазных ЭДС сети E

Трансформатор имеет одну первичную обмотку и 9 однофазных вторичных обмоток.

В первичной обмотке протекают токи i

(n=1, 2, 3), во вторичных обмотках протекают токи

(n=1, 2,… 9). Трансформатор может быть выполнен в соответствии с векторной диаграм-

мой рис.

5.5.2, на которой изображены векторы ЭДС первичной и вторичных обмоток.

t2 E

ЭДС фаз первичной

обмотки

ЭДС фаз вторичных обмоток трансформатора в цепи

1 фазы нагрузки 2 фазы нагрузки 3 фазы нагрузки

E1 E2 E3

Рис.5.5.2 Векторная диаграмма фазных ЭДС трансформатора

При трехстержневом исполнении трансформатора витки каждой фазы размещаются

только на одном стержне, то есть трансформатор имеет сравнительно простую конструкцию.

139

Пронин М. В., Воронцов А. Г., Калачиков П. Н., Емельянов А. П.

Выпрямительно-инверторный преобразователь имеет 9 низковольтных ячеек преобра-

зования частоты с однофазными транзисторными выпрямителями, конденсаторными фильт-

рами и однофазными транзисторными инверторами. Каждый выпрямитель подключен к ин-

дивидуальной обмотке трансформатора. Инверторы включены по 3 последовательно и со-

единены в звезду. Они образуют высоковольтный трехфазный источник питания двигателя

или другой нагрузки, в котором может быть

сформировано напряжение, например 3 кВ (или

другой уровень напряжения, определяемый используемыми элементами). Выпрямители

имеют выпрямленные токи i

(m = 1, 2,.. 9). В цепях выпрямленного напряжения учитыва-

ются параметры конденсаторов, в частности, емкости c

-c

и активные сопротивления r

-r

(в схеме не показаны). Конденсаторы имеют напряжения u

rc1

-u

rc9

, в них протекают токи i

. Однофазные инверторы имеют входные токи i

di1

-i

di9

. В выпрямителях состояния ключей

описываются функциями k

, в инверторах состояния ключей описываются функциями k

причем для описания всех вентилей одного однофазного моста (выпрямителя или инвертора)

исполь

о сдвинутые по фазе

на 120

торами,

подключенными к концам фаз 1, 2 и 3 выпрямителей, используются напряжения управления

yv2

, u

yv4

и u

yv6

, приблизительно совпадающие фазе, но сдвинутые по фазе относительно

первых выпря-

мителях

шь при-

близит

ах нагрузки ис-

пользуются те же опорные напряжения u

опv1

, u

опv2

и u

опv3

, а также напряжения управления

других фаз нагрузки u

yv7

-u

yv18

Транзисторные инверторы также работают в режиме ШИМ. При последовательном

соединении трех однофазных инверторов в каждой фазе нагрузки для управления использу-

ются три пилообразных опорных напряжения u

оп1

, u

оп2

, u

оп3

. В результате сравнения указан-

ных опорных напряжений с напряжениями управления u

yi1

-u

yi6

формируются импульсы

управления транзисторами k

В схеме рис.

5.5.1 нагрузка представлена индуктивностями l

и активными сопротив-

лениями фаз r

. Фазы нагрузки имеют напряжения u

нn

и токи i

нn

. Система содержит пропор-

ционально-интегральный регулятор тока нагрузки (в схеме не показан). В этот регулятор по-

ступают сигналы по заданному току и по мгновенным значениям токов фаз нагрузки. На вы-

ходе регулятора формируется амплитуда напряжений управления инверторов.

В каждом выпрямителе имеется также регулятор выпрямленного напряжения, кото-

рый формирует амплитуду заданного

фазного тока выпрямителя; имеются фильтры фазных

напряжений и токов выпрямителей, и регуляторы фазных токов, на выходе которых форми-

руются мгновенные

Система также действующего на-

пряжен

зуются две указанных функции (эти функции обозначены в схеме рис.5.5.1). Функции

равны 1, если открыто правое плечо моста, и равны 0, если правое плечо закрыто.

В цепях выпрямленного напряжения трехфазно-однофазных преобразователей учи-

тываются также цепи защиты от перенапряжений (в схеме не показаны), содержащие рези-

сторы r

и транзисторы, состояние которых описывается функциями k

(0 или 1). В защит-

ных транзисторах протекают токи i

В схеме рис.

5.5.1 транзисторные выпрямители работают в режиме широтно-

импульсной модуляции. Для управления транзисторами выпрямителей в каждой фазе на-

грузки используются три опорных напряжения u

опv1

, u

опv2

, u

опv3

, взаимн

эл. град. на частоте опорных напряжений. При этом для управления транзисторами,

подключенными к началам фаз 1, 2 и 3 выпрямителей, используются три напряжения управ-

ления u

yv1

, u

yv3

и u

yv5

, приблизительно совпадающие по фазе. Для управления транзис

по

трех напряжений управления на 180 эл. град. на частоте напряжения сети. В

, используемых для питания других фаз нагрузки, «гладкие» составляющие напря-

жений управления сдвинуты по фазе соответственно на 120 и на 240 эл. град. на частоте на-

пряжений сети (мгновенные составляющие

напряжений управления формируются регулято-

рами токов однофазных выпрямителей, и для них указанные сдвиги фаз являются ли

ельными). Импульсы управления транзисторами выпрямителей формируются в про-

цессе сравнения опорных напряжений с напряжениями управления. Алгоритм формирования

импульсов управления 1, 2 и 3 выпрямителей можно пояснить с помощью рис.

5.5.3.

Для формирования импульсов управления выпрямителей в других фаз

значения напряжений управления выпрямителей.

имеет пропорционально-интегральный регулятор

ия сети, на вход которого поступают мгновенные значения фазных напряжений. На

выходе формируется амплитуда фазных ЭДС.

140