Способ широтно-импульсной модуляции для преобразователей постоянного тока в переменный
2) Автор изобретения
Ян Кртек (ЧССР) Иностранное предприятие
"ЧКП Прага, оборовы подник" (ЧССР) (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ШИРОТНОИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИИ
ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
В ПЕРЕМЕННЫЙ
Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в преобразователях постоянного тока в переменный.
Известен способ широтно-импульсной модуляции, основанный на том, что выход3 ное напряжение каждой фазы преобразователя модулируется по ширине соответствуюшей временной функцией 13.
Однако известный способ имеет отно10 сительно низкую эффективность преобразования из за того, что при увеличении модулируюшей и несушей частот. каждой фазы преобразователя уменьшается количество гармоник, составляюших спектр вы15 ходного напряжения, при этом уменьшается соотношение несушей и модулируюшей частот и соответственно ухудшается частотная характеристика преобразователя.
Известен способ широтно-импульсной модуляции для преобразователей постоян ного тока в переменный, основанный на модулировании выходного напряжения каж дой фазы переменной функцией времени (21.
Однако этот способ имеет низкую эффективность преобразования, обуславливаемую теми же причинами.
Цель изобретения - повышения эффек тивности преобразования.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу широтно-импульсной модуляции для преобразователей постоянного тока в переменный, основанном на модулировании выходного напряжения каждой фазы переменной функцией времени, выходные напряжения отдельных фаз модулируют суммой регулируемой времен ной функции напряжения на соответствуюшей фазе нагрузки и дополнительной регулируемой временной функции напряжения, лвляюшейся одинаковой для всех фаз выходного напряжения.
881996
При этом дополнительная i»..ãóëèðóåìàÿ временная функция напряженья может иметь следуюшие виды:
4(t)= — —" б„)1макс(- — j5 ) мин), где (51, g — фаэовые нагрузки; )мбкс) - регулируемая временная " 1Л,Ъ функция напряжения на отдельных фазовых нагрузках, которая имеет наибольшее мгновенное значение в дан ный момент; ) Мин - регулируемая временная
11li, Ъ функция напряжения на от« дельных фазовых нагрузках, которая имеет минимальное мгновенное значение в данный момент;
20
: 4Ь)=Ы т (S„ >)) « ) М-(S, 1мцкс), где у ис) - регулируемая временная
Ящ функция напряжения на отдельных фазовых нагрузках, которая имеет абсолютно максимальное значение в данный момент;
y nф Л щкс - определяет знак регулиру1,Л,Ъ емой временной функции напряжения;
- максимальное значение промодулированного напряжения, которое определяется со-, седними импульсами:
4(e) = У-(8,„,1, ) мс кс1 или 5(t)=M- 51 .Д)ми 1 1
, ! где(51, )мс кс) и(„ ) 1мин - регулируемые временные функции на- 40 пряжения на отдельных фазовых нагрузках, которые имеют наибольшее или наименьшее мгновенные значения в данный момент соот» 45 ветствени о;
4jt) 01аР1 $5 )ДмсМС)М+, ))1Мс Кс! где Ц щпа> регулируемая временная 50 функция напряжения на фазовых нагрузках, которая имеет удвоенную абсолютную величину в данный момент;,5S
ВЧ ф )) %1Ф С) - определяет знак регулируемой временной функции
Я, напряжения.
На фиг. 1 показана схема трехфазного преобразователя, реалиэуюшего данный способ, которая нагружена на включенную звездой трехфазную нагрузку с сопротивлением 2.
Напряжения 10» 0 0 " 30 выходными напряжениями отдельных фаз преобразователя, а напряжения l/1, U<, U являются напряжениями на отдельных фазах нагрузки.
На фиг. 2а показаны модулируюшие сигналы синусоидальной формы, которые в рассматриваемом случае равны напряжекиям синусоидальной формы на нагрузке
S1, 9,, 5 > которыми модулируются импульсы выходных напряжений 01О, U, 0 y0 отдельных фаз преобразователя. Рри этом модуляция может быть проведена непосредственно путем сраВнения модулируюшей функции и треугольного хода несушей частоты, одинаковой для всех фаэ.
На фиг. 24 показано изменение выходного напряжения U1g . одной фазы преобразователя; на фиг. 2с - изменение напряжения U1 в соответствующей рабочей фазе иэ которого исключены гармоники, не образуюшие трехфазную систему.
На фиг. 3 показан пример, когда дополнительная временная функция образуется таким образом, что ее мгновенное значение равно половине суммы мгновенного значения напряжения синусоидальной формы на нагрузке 5 Я, которая в данный момент имеет наибольшее (положительное) значение, и сигнала, который в данный момент имеет минимальное (отрицательное) значение.
На фиг. За синусоидальными напряжениями на отдельных фазах нагрузки явщ ются 9„ $<,5y, регулируемой функцией является 8 а модулнруюшими функциями являются e„=91+5,þ -9 + /,ù - >»+ с, которыми модулируются импульсы в выходных напряжениях отдельных фаэ.
На фиг. ЗЮ показано выходное напряжение 010 фазы преобразователя, которое еше не содержит полный модулируюший сигнал m =Я„+Я, на фиг. Зс - напряжение
U1 в соответствуюшей фазе нагрузки.
На фиг. 4 показан случай, когда регулируемая функция образуется таким образом, что ее мгновенное значение равно разности между максимальным регулируемым значением M и мгновенным значе- нием той временной функции 9„-S которое в данный период имеет наибольшее значение, причем максимальное промодулированное значение берется с тем же
881996 Ь рактеристик g(f) мажет иметь меныпую амплитуду, чем U до отношения 1/Sin 60 . Например, в трехфаэном преобразователе амплитуда синусоидального напряжения На нагрузке может быть увеличена на
1/gin 60, т.е. на 15,5%. гулируют временную функцию d и модулиру.ошне временные функции n1„«S 4, " =59+d msSS+4.
На фиг. 4в показана временная функция U O1 KQTopaSI является выходным на пряжением фазы; на фиг. 4с - временная
lO
Формула изобретения
lS ванного значения H как и временных функ-2й
1 l
Щ,Ъ
6(Ф) = — —  ) щ ц) — — В 1 ыин
1,Л,Ъ () = 51qn (S„ ),макс1М- Я„, ))мс кс), где (5 1)макс(- регулируемая временная функция напряжения на
Отдельных фазовых на» грузках, которая имеет абсолютно максимальное значение в данный мо» мент; знаком, как и мгновенное значение процесса, которое из него вычитается.
На фиг. 4в временными функциями на нагрузке являются В„, S@,5g, которые рефункция на соответствующей фазе нагрузки.
На фиг. 5 показан случай, когда регулируемая временная функция 4 образуется в виде разности максимального промодулированного значения Ц и временной функции напряжения на фазе нагрузки, которая в данный момент имеет два наи» больших значения, причем берется одинаковый знак максимального промодулироций напряжения на отдельных нагрузках.
На фиг. 5а показаны временные функции. d на нагрузках 91, S, 5» регулируемая временная функция Q и модулирующие временные функции Ф. 9 1+ р щ1«9 Ф81
nlrb-6 +Л,а также максимальное промодулиI рованное значение М, На фиг. 5Й показано изменение выходного напряжения 010 одной фазы нагрузки; на фиг. 5с - временная функция на соответствующей фазе нагрузки.
На фиг. 6 показано случай, когда регулируемая временная функция д образуется в виде разности максимального промодулированного значения М в той из вре3$ менных функций иа фазах нагрузок, которая в данный момент имеет максимальное или минимальное значение.
На фиг, 6© показаны временные функции на нагрузке 8.„5<, 5, регулируемая временная функция и модулируюшие функции м1-8„.6, и;, а, и1,,а,+, а также максимальное модулируемое значение М, На фиг. 68 показано изменение выход» ного напряжения Ulc îäíaé нагрузочной фаеы; на фиг. 6c - изменение иа соответствующей фазе нагрузки.
При использовании данного способа широтно-импульсной модуляции, амплитуда
5О модулированного синусоидального напряжения на нагрузке ограничена значением
U8 /2 81и 60 1,155 хОд /2. Зго оз» начает, что при том же преобразователе регулировка амплитуды синусоидального
5$ выходного напряжения увеличивается при мерно на 15,57. Это вызвано тем, что сумма заданных временных характеристик
Uc 1. Способ широтноимпульсной модуляции для преобразователей постоянного тока в переменный, основанный на модулировании выходного напряжения каждой фазы переменной функцией времени, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности преобразования, выходные напряжения отдельных фаз модулируют суммой pef.ómèpyåìîé временной функции напряжения на соответствующей фазе нагрузки и дополнительной регулируемой временной функции напряжения, яв ляющейся одинаковой для всех фаз выходного напряжения. 2. Способ поп. 1, отличаю» шийся тем, что дополнительная ре» гулцруемая временная функция напряжения имеет вид где(,< — фаэовые нагрузки; L q д ))мбкс! - регулируемая временная функция напряжения на отдельных фазовых нагрузках, которая имеет наибольшее мгновенное значение в данный момент; (6 1) чин - регулируемая временная функ4i1® ция напряжения на отдельных фазовых нагрузках, которая имеет минимальное мгновен» ное значение в данный момент. З.Способпоп. 1, от ли чаюшийся тем, что дополнительная регулируемая временная функция напряжения имеет вид 881996 Siqn(S< < )йцксl - определяет знак регулиI руемой временной функции напряжения; М» максимальное значение промодулированного íà- 5 пряжения, которое определяется соседними импульсами. 4. Способ по п. 1, о т л и ч а юш и и сятем,,что дополнительная регулируемая временная функция напряжения имеет вид Ф()Я-(8 )lhhoKcl чМ P(9)=M-(5<< j)weel, 15 где(6„, )нас)и б ф(Мн) - регулируемые временные функции. напряжения на отдельных фазовых нагрузках, которые имеют наибольшее или наименьшее мгновенные значения в данный момент соответственно. 5. Способ по п. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что дополнительная регулируемая временная функция напряжения имеет вид 4()= в <р (8 g )ДмйксЦ4"(б„д )1мако), где д )фи@(с! - регулируемая временная функция напряжения на фазовых нагрузках, которая имеет удвоенную абсолютную величину в данный момент; 5<$ 5< gl9.и4ю) - определяет знак регулируемой временной функции напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3648150, кл. 307-88.3, опублик. 1972. 2. Патент США ¹ 3710229, кл. 307-88, опублик. 1973. 881996 I Составитель А. Ходырев Редактор М. Хома Техред )K.Кастелевич Корректор Е, Рошко Заказ 9998/86 Тираж 991 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул..Проектная, 4 t
