ЧАСТОТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

Ступенчатая синусоида

Ступенчатая синусоида может быть выражена непре­рывной функцией

ив = Е'к (у) sin J <йв (a)dt А, о

где а и у — параметры управления частотой и напряже­нием могут рассматриваться как независимые функции, а частота юв(а) и параметр напряжения к(у) при управ-, лении — непрерывные функции времени юв[а(/)] и х(у(01 А — искажения квантования, которые являются случайной функцией — шумом квантования, сильно коррелированным с сигналом управления.

Для получения способом ШИМ трехфазного напряже­ния могут быть использованы один генератор несущей ча­стоты и задатчик трехфазного командного управляемого напряжения.

Широтно-нмпульсная модуляция позволяет получить широкий диапазон регулирования скорости и хорошие ре­жимы работы при самых низких скоростях, вплоть до нуля, когда двигатель развивает пусковой момент.

С понижением частоты число импульсов на период рас­тет и это улучшает коэффициент формы напряжения, ко­торый, естественно, тем лучше, чем выше несущая частота. Верхний предел несущей частоты ограничен необходимо­стью гарантировать паузу, необходимую для восстановле­ния запирающей функции тиристора. Самый короткий не­проводящий интервал между импульсами должен быть больше, чем нормированное время выключения по основ­ной цепи тиристоров.

Гармонический состав спектра искажений полезной со­ставляющей напряжения (точнее говоря — детерминист­ской идеализации шума квантования) зависит от ряда фак­торов — способа модуляции, отношения несущей частоты к полезной g и др. Исследования в ряде работ приводят к выводу, что это отношение не должно быть ниже 8, но с ростом несущей частоты пропорционально растут потери на коммутацию и снижается использование источника по­стоянного тока. Поэтому целесообразно понижать несущую частоту с понижением рабочей частоты, как в описанном 156 выше способе «нулевой паузы». Модуляция синусоидой дает низкий уровень шумов квантования и в замкнутых системах управления получается автоматически, например при задании потока (см. § 4.3).

В общем случае шумы квантования являются случай­ной функцией относительной фазы пилообразного опорного напряжения Моп и задающего синусоиду сигнала их, но можно получить их аналитическое выражение в частных идеализированных случаях целочисленных отношений не­сущей и рабочей частот | и удобных фазовых соотноше­ний.

Частоты высших гармоник являются комбинациями не­сущей /нес и рабочей fi частот:

f к=л i/нес ± Яг/1,

где Пи П2 — целые числа.

Применяется также способ ШИМ с одинаковой шири­ной импульсов и пауз, но с регулируемым числом их на период, подробно освещенный в [32].

Область преимущественного применения ШИМ — при­воды с широким диапазоном регулирования скорости и особо высокими требованиями к характеристикам в зоне самых малых (ползучих) скоростей.