Гармонический состав выходного напряжении трехфазного инвертора напряжения при широтно- импульсном регулировании выходного напряжения

Регулировочная характеристика и спектральный состав выходно­го напряжения трехфазного инвертора также как и однофазного за­висят от коэффициента модуляции и формы модулирующего напря­жения [4].

В спектре выходного напряжения трехфазного инвертора отсутству­ют все четные гармоники, а также гармоники кратные трем. Сам спектр определяется алгоритмом управления.

Напомним, что при управлении авто­номным инвертором по закону λ_и.у. = 180° амплитуды гармонических со­ставляющих в фазном напряжении определяются из выражения:

U_mν=2U_п/ (νπ) . (63)

где U_mν — амплитуда ν -ой гармоники; ν = 6n + 1; n = 0, 1,2,3...,

U_П— напряжение питания.

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

(64)

Из уравнения (63) следует, что при простейшем алгоритме управ­ления гармонический состав выходного напряжения инвертора постоянен. В выходном напряжении наи­более сильно выражены пятая и седьмая гармоники.

Рассмотрим гармонический состав выходного напряжения инвертора при широтно – импульсном способе регулирования выходного напряжения.

При ШИР на основной частоте повторения (рисунок 24) отношение амплитуд гармони­ческих составляющих фазного напряжения к амплитуде первой гармо­ники имеет вид:

(65)

На рисунке 26,апоказаны зависимости относительных амплитуд гармоник от относительной длительности управления . Из графиков, приведенных на рисунке 26, 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 [4].

Рисунок 26. Гармонический состав выходного напряжения АИН с ШИР

Некоторое улучшение гармонического состава достигается за счет ШИР на несущей частоте (рисунок 25).

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

(66)

где k определено выражением (67)

(67)

где Т_ПВТ- период повторяемости, равный 1/6 длительности периода выходного напряжения

Из последнего выражения следует, что для монотонного уменьшения ν-ой гармоники при уменьшении γ необходимо соблюдение условия (ν/k)<3.

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 рисунке 26,б показаны зависимости относительных амплитуд гармоник от относительной длительности управления для k = 2.