336

336 7. FALOWNIKI NAPIĘCIA

Jeżeli uwzględnić w równaniach (7.55)...(7.62) na prądy wyjściowe falownika współczynnik mocy cosę odbiornika (ę = arctgtyx), to można określić przebieg ich w poszczególnych przedziałach czasu przy różnych cos ę. W miarę zwiększania cp, tzn. mocy biernej odbiornika, wydłuża się czas przewodzenia diod zwrotnych — zwracających tę energię do źródła zasilania (kondensatora obwodu pośredniczącego) (rys. 7.13 i 7.12). Występuje wtedy cyrkulacja energii biernej między odbiornikiem a źródłem zasilania.

_7.5_

Falowniki napięcia z modulacją szerokości impulsów (PWM)

7.5.1. Definicje podstawowych wielkości

W falownikach PWM napięcie wyjściowe ma postać ciągu impulsów unipolarnych lub bipolarnych o stałej amplitudzie i zwykle stałym okresie oraz modulowanej szerokości (modulowanym czasie trwania impulsów). Częstotliwość impulsów f jest nazywana częstotliwością nośną lub częstotliwością przełączeń (ang. carier freąuency, switching freąuency). Sygnał sterujący u_s (fala modulująca) modulujący szerokość impulsów ma częstotliwość f_v która jest zarazem częstotliwością składowej podstawowej napięcia wyjściowego falownika.

Współczynnik modulacji częstotliwości m_f określa się jako stosunek częstotliwości fal> nośnej do częstotliwości fali modulującej, tzn.

"V = f    (7.65)

fi

Współczynnik modulacji amplitudy m_a jest stosunkiem aktualnego sygnału sterującego o amplitudzie U_s i sygnału o amplitudzie U_sm, przy którym szerokość impulsów ma wartość największą. Jeżeli impulsy o modulowanej szerokości są wytwarzane w wyniku porównywania przebiegu piłokształtnego o amplitudzie U, z przebiegiem sinusoidalnym (lub ąuasi-sinusoidalnym) o amplitudzie U_s (rys. 7.14a,b), to współczynnik modulacji amplitudy określony jako

^ma = ~    (7-66)

sm

wynosi dla fali unipolarnej m_a = UJ2U_t, a dla fali bipolarnej m_a = U JU_t.

W przypadku zmian m_a w przedziale 0 < m_a < 1 szerokości impulsów powstających w wyniku porównania ww. przebiegów w komparatorze są proporcjonalne do chwilowych wartości funkcji modulującej. Jeżeli m_a > 1, to amplituda tej funkcji jest większa od amplitudy fali nośnej (przebiegu piłokształtnego) przy modulacji bipolarnej, lub od podwójnej amplitudy tej fali przy modulacji unipolarnej; w części półokresu napięcia wyjściowego falownika