342

342 7. FALOWNIKI NAPIĘCIA

gdzie u)t^U) — kąty fazowe, w których występują maksima (fali unipolarnej) lub minima (fali bipolarnej) funkcji piłoksztaltnej.

Średnie wartości napięć wyjściowych (fazowych) falownika w przedziałach o czasie trwania równym okresowi impulsów (okresowi fali nośnej) (rys. 7.17) wynoszą:

—    przy modulacji unipolarnej

U_iwy = U = Um_asino)t^(,)    (7.77a)

—    przy modulacji bipolarnej

t/_(wy =    ^ - 1^ = Um_a sincut⁽ⁱ⁾    (7.77b)

gdzie U = U J2\ U_d — wartość napięcia stałego zasilającego falownik.

Fala podstawowa napięcia wyjściowego w przedziale (.ot = 0^2n jest opisana równaniem

l/_wy = Um_a sincut    (7.78)

W jednofazowym falowniku mostkowym (rys. 7.9b) sterowanie PWM przebiega następująco:

W przypadku modulacji unipolarnej — w dodatnim półokresie napięcia wyjściowego łącznik 5₄ jest nieprzerwanie włączony, a łącznik S, jest przełączany wytwarzanymi w układzie sterującym sygnałami o modulowanej szerokości. W ujemnym półokresie napięcia wyjściowego łącznik S₃ jest włączony nieprzerwanie, a łącznik S₂ jest przełączany cyklicznie przez sygnały sterujące. Przy wyłączeniach łącznika S, prąd obwodu obciążenia jest przejmowany przez diodę D₂, a przy wyłączeniach S₂ — przez diodę D_v

Przy modulacji bipolarnej łączniki są przełączane parami Sj-S₄ i S₂-S₃ w obu półokresach przez sygnały sterujące o modulowanej szerokości, tworząc falę napięcia wyjściowego o postaci jak na rys. 7.14b.

W falownikach trójfazowych (rys. 7.la) łączniki każdej gałęzi fazowej są sterowane sygnałami o modulowanej szerokości, co powoduje powstanie na wyjściu napięć fazowych u_l0, u₂₀ i u₃₀ w postaci ciągu impulsów unipolarnych lub bipolarnych zależnie od tego, czy jest sterowany tylko jeden łącznik gałęzi fazowej, czy też na przemian oba łączniki. Napięcia fazowe są przesunięte względem siebie o kąt fazowy 2k/3. Jeżeli sygnały sterujące wszystkich faz są wytwarzane przy wykorzystaniu fal nośnych o przebiegu piłokształtnym, które są ze sobą w fazie i mają tę samą częstotliwość, to napięcia przewodowe będące różnicą odpowiednich napięć fazowych są falami złożonymi z ciągu impulsów o szerokości modulowanej zgodnie z funkcją fali nośnej, a więc w rozpatrywanym przypadku — sinusoidalnie. Zawartość harmonicznych w napięciu przewodowym (np. u_l2) jest taka sama jak w napięciach fazowych, co łatwo wykazać, rozważając sumy algebraiczne napięć fazowych rozłożonych w szeregi Fouriera, podobnie jak w falownikach o prostokątnej fali napięcia wyjściowego (p. 7.4.3).