314

314 7. FALOWNIKI NAPIĘCIA

W falowniku napięcia możliwa jest również regulacja napięcia wyjściowego w samym falowniku, np. w przypadku zastosowania modulacji PWM zmiana czasu trwania impulsów fali napięcia (czasu przewodzenia łączników w gałęziach falownika) umożliwia zmianę wartości skutecznej fali podstawowej napięcia wyjściowego.

W normalnych warunkach pracy falownika napięcia energia przepływa z obwodu pośredniczącego przez falownik do obwodu obciążenia, a energia bierna obwodu obciążenia może być oddawana również przez falownik do obwodu pośredniczącego.

Mogą wystąpić takie warunki pracy, np. przy hamowaniu silnika w napędach prądu przemiennego, w których energia czynna jest przekazywana przez falownik do obwodu pośredniczącego — zachowuje się on wtedy tak, jak prostownik. Ta oddawana przez odbiornik energia może być tracona w rezystorze włączonym równolegle do kondensatora obwodu pośredniczącego lub też, co zapewnia znacznie mniejsze straty mocy, jest oddawana do źródła zasilającego obwód pośredniczący. Jeżeli źródłem napięcia jest układ przekształtnikowy, to musi on umożliwiać dwukierunkowy przepływ energii. Zapewnia to zarówno podwójny przekształtnik o komutacji sieciowej, jak też przekształtnik z wymuszonym wyłączaniem zaworów o sposobie sterowania podobnym jak w falowniku.

Falowniki napięcia można podzielić na dwie klasy urządzeń:

I.    Falowniki o prostokątnej fali napięcia wyjściowego. Napięcie wyjściowe jest regulowane najczęściej przez zmianę napięcia wejściowego (obwodu pośredniczącego). Do tej klasy falowników można zaliczyć również falowniki jednofazowe, w których przy stałej wartości napięcia wejściowego składowa podstawowa (sinusoidalna) jest regulowane przez zmiany czasu trwania prostokątnego sygnału napięciowego w półfali napięcia wyjściowego, lub też przez wycinanie w określonych przedziałach czasu sygnałów napięciowych z fali prostokątnej równej połowie okresu.

II.    Falowniki z modulacją szerokości impulsów (PWM). Napięcie wyjściowe ma postać ciągów impulsów prostokątnych unipolarnych lub bipolarnych o stałej amplitudzie i regulowanym czasie trwania. W samym falowniku jest dokonywana regulacja częstotliwości i napięcia wyjściowego.

_7.2_

Charakterystyki falownika napięcia

Charakterystyki falownika napięcia zostaną określone na przykładzie falownika jednofazowego (rys. 7.2a). Napięcie wyjściowe falownika, zarówno klasy I jak i II (patrz p. 7.1), można przedstawić w postaci szeregu Fouriera

00

(7.1)

W_Wy U_lmsma)t+ £ U_qmsinqa)t