СИНТЕЗ НАПРЯЖЕНИЙ РАВНОМЕРНЫХ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫХ МОДУЛЯЦИЙ ПРИ ВРЕМЕННОМ РЕГУЛИРОВАНИИ

В статье рассматривается задача синтеза и качественной оценки гармонического состава одно- и многократных широтно-импульсных модуляций (ШИМ) напряжений при временном регулировании, являющемся, наряду с амплитудным, частотным и фазовым, одним из способов управления асинхронным двигателем. Сущность временного регулирования состоит в том, что при нем изменяется пауза после каждых двух разнополярных импульсов однократных ШИМ или двух разнополярных последовательностей импульсов многократных ШИМ. Особенностью временного регулирования является то, что двигатель в области малых сигналов управления имеет повышенную чувствительность и хорошую линейность механических характеристик во всем диапазоне регулирования. Получены аналитические выражения параметров ШИМ импульсов a_i и t_i, позволяющие значительно упростить процесс формирования и реализацию временного регулирования с использованием табличных или индексно-табличных способов. Благодаря этим аналитическим выражениям можно не только определить амплитуду  напряжения n-й гармоники, но и провести качественную оценку гармонического состава выходных напряжений при временном регулировании. Установлено, что при регулировании частоты гармоник w_i = w₀/q изменяются обратно пропорционально величине параметра q и происходит замещение основной частоты w₀ частотами высших гармоник.

Предлагаемый подход позволяет синтезировать напряжения равномерных одно- и многократных ШИМ, провести их сравнительный и качественный анализ, а полученные выражения могут быть использованы при моделировании работы электродвигателя переменного тока. Лучшими показателями по критерию минимума гармонических составляющих и максимума коэффициента несинусоидальности K_нс при временном регулировании обладают напряжения многократных ШИМ, при формировании которых использовано ступенчатое эталонное напряжение, имеющее четное число ступенек в полупериоде и содержащее паузу на нулевом уровне.

1. Стрижнев, А. Г. Спектральный анализ напряжений, питающих электродвигатель переменного тока / А. Г. Стрижнев, Ю. Н. Петренко, Г. В. Ледник // Энергетика… (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ). – 2010. – № 5. – С. 25–30.

2. Стрижнев, А. Г. Синтез напряжений равномерных ШИМ, созданных по ступенчатым функциям построения / А. Г. Стрижнев, Г. В. Ледник // Энергетика… (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ). – 2011. – № 5. – С. 24–30.

3. Стрижнев, А. Г. Синтез напряжений многократных ШИМ, созданных по трапецеидальной и синусоидальной функциям построения / А. Г. Стрижнев, А. Н. Русакович // Энергетика… (Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ). – 2013. – № 1. – С. 32–40.

4. Марков, В. В. Индексная табличная ШИМ в автономном инверторе напряжения / В. В. Марков, К. П. Слядзевская // Электротехника. – 2000. – № 1. – С. 23–28.

5. Гостев, В. И. Системы автоматического управления с цифровыми регуляторами: справ. / В. И. Гостев, В. К. Стеклов. – Киев : Радiоаматор, 1998. – 704 с.

6. Моин, В. С. Стабилизированные транзисторные преобразователи / В. С. Моин. – М. : Энергоатомиздат, 1986. – 376 с.

7. Баскаков, С. И. Радиотехнические цепи и сигналы: учеб. / С. И. Баскаков. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Высш. шк., 1988. – 448 c.

8. Бронштейн, И. Н. Справочник по математике / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. – М. : Наука, 1964. – 608 с.

9. Стрижнев, А. Г. Особенности временного способа управления двухфазным асинхронным двигателем при питании обмоток одно- и многократными ШИМ-последовательностями / А. Г. Стрижнев, А. А. Шихов, В. И. Симаньков // Наука – образованию, производству, экономике : материалы 11-й Междунар. науч.-техн. конф. : в 4 т. – Минск: БНТУ, 2013. – Т.1. – 211 с.

10. Высокочастотные транзисторные преобразователи / Э. М. Ромаш [и др.]. – М. : Радио и связь, 1988. – 288 с.