4.2.2.1 Формування напруги прямокутної форми
Алгоритм роботи схеми (рис.4.23) достатньо простий – ключі К1 і К2 по черзі перемикаються і знаходяться у протилежних станах, тривалість яких становить половину періоду вихідної частоти Т2. Напруга керування ключами uК показана на рис.4.24 з урахуванням «dead time» (τ). Навантаження, зазвичай, активно-індуктивне, підключено до середніх виводів плеча і джерела (між виводами А і 0 на рис.4.23), напруга на навантаженні uH=uA0, діаграми її та струму відображені на рис.4.24. При вмиканні К1 напруга uH=U/2, оскільки навантаження активно-індуктивне, струм повільно зростає. При вимкненні К1 струм iH зберігає свій напрямок (його підхоплює діод VD2) і поступово зменшується до нуля, напруга uH=-U/2. Лише після цього вмикається ключ К2. Таким чином, струм iH відстає від напруги uH. На інтервалах, де напрямки uH і iH співпадають, включені та проводять струм К1 і К2, при протилежних напрямках uH і iH включені діоди (напрямок передавання енергії змінюється на протилежний. Введення затримки «dead time» (τ) на вмикання ключів в даному випадку не впливає на вихідну напругу. Проте його слід враховувати при високих частотах перемикання ключів, коли тривалість τ близька до тривалості вмикання ключа і впливає на значення вихідної напруги. У подальшому викладанні матеріалу для спрощення аналізу затримка «dead time» не враховується.
Згідно рис.4.24 напруга та струм навантаження несинусоїдальні. Амплітуда і діюче значення основної гармоніки вихідної напруги:
, .
Розкладання у ряд Фур’є містить також непарні гармоніки, амплітуди яких по відношенню до амплітуди основної гармоніки зворотно пропорційні номеру гармоніки (k=3,5,7,…) .
Діюче значення вихідної напруги . Коефіцієнт викривлення і, відповідно, коефіцієнт гармонік:,(48.4%). Відносні значення амплітуд гармонік (U*=UHm(k) /(U/2)) при вихідній частоті f=50 Гц подано на рис.4.25.
Відзначимо, що такий гармонійний склад напруги неприпустимий для багатьох споживачів. Оскільки вищі гармоніки мають низьку частоту ефективна фільтрація їх неможлива, відповідно, струм навантаження несинусоїдальний. Проте основний недолік у тому, що для регулювання вихідної напруги, необхідно змінювати напругу у колі постійного струму тобто мати додатковий регульований пристрій. Більш того, присутність на вході інвертору конденсатору з достатньо великою ємністю обмежує швидкість регулювання напруги.
- 4 Автономні інвертори
- Структура автономного інвертора
- 4.1 Автономні інвертори струму
- 4.1.1 Автономні інвертори струму на тиристорах, що не
- 4.1.1.1 Однофазна мостова схема автономного інвертора струму
- Активно-індуктивне навантаження.
- 4.1.2 Однофазний мостовий автономний інвертор струму з
- 4.1.3 Трифазний мостовий автономний інвертор струму
- 4.1.2 Автономні інвертори струму на повністю керованих ключах
- 4.1.2.1 Автономний інвертор струму з формуванням в навантаженні
- Можливі стани схеми аіс
- 4.1.2.2 Автономний інвертор струму у режимі джерела
- 4.2 Дворівневі автономні інвертори напруги
- 4.2.1 Базові схеми дворівневих автономних інверторів напруги
- 4.2.2 Формування і регулювання вихідної напруги
- 4.2.2.1 Формування напруги прямокутної форми
- 4.2.2.2 Використання широтно-імпульсної модуляції для
- 4.2.2.3 Перемодуляція як засіб підвищення вихідної
- 4.2.4 Однофазний мостовий інвертор
- 4.2.4.1 Формування вихідної напруги інвертору з
- Значно покращити гармонійний склад вихідної напруги інвертору у порівнянні з біполярною шім дозволяє використання однополярної шім.
- 4.2.4.2 Формування вихідної напруги інвертору з використанням однополярної шім
- Навантаження елементів схеми однофазного мостового аін за струмом.
- 4.2.5 Трифазний інвертор напруги
- Розв’язання.
- 4.2.5.1. Трифазний інвертор з шім
- 4.2.5.2 Векторна шім
- Цей недолік можна компенсувати використанням перемодуляції. У останній час розповсюдження знайшов інший метод, що отримав назву векторна шім (вшім) - Space Vector Pulse Width Modulation.
- 4.2.6 Недоліки дворівневих інверторів
- 4.3 Багаторівневі інвертори
- 4.3.1 Базові структури багаторівневих інверторів
- 4.3.2 Основні принципи формування вихідної напруги
- 4.3.2.1 Амплітудне регулювання
- Діюче значення першої гармоніки фазної і лінійної напруги:
- Гармонійний склад напруги
- 4.3.2.2 Вибіркове формування з заданим гармонійним складом
- 4.3.2.3 Попередня модуляція завдання гармоніками кратними трьом
- Коефіцієнт гармонік вихідної напруги
- 4.3.2.4 Багаторівнева шім
- 4.3.3. Багаторівневі інвертори з декількома рівнями напруги
- 4.3.3.1. Трирівневий інвертор з фіксуючими діодами
- Однофазний мостовий трирівневий аін.
- Середнє значення струму тиристора ключа к2а (vtк2а)
- 4.3.3.2 Чотирирівневий інвертор з фіксуючими діодами
- 4.3.3.3 П’ятирівневий інвертор з фіксуючими діодами
- 4.3.4 Багаторівневі інвертори з плаваючими конденсаторами
- 4.3.5 Каскадні схеми з послідовним з’єднанням інверторів
- 4.3.6 Каскадні схеми з паралельним з’єднанням інверторів
- 4.3.6.1 Каскадні схеми з безпосереднім з’єднанням вихідних кіл
- 4.3.6.2 Каскадні схеми з вихідним підсумовуючим трансформатором
- 4.3.7 Асиметричні каскадні схеми багаторівневих інверторів
- Кратність 1:1:4. Розв'язуються задачі перерозподілу завантаження аін для виключення циркуляції енергії і забезпечення мінімуму перемикань ключів аін3.
- 4.3.9 Схеми з «реактивною коміркою» та послідовним силовим
- 4.3.10 Каскадні схеми із з’єднанням інверторів через фази