barlik,nowak0012

107

2.3. Falowniki niezależne

Metody modulacji szerokości impulsów omówiono w p. 2.4. W przypadku gdy częstotliwość napięcia wyjściowego falowników jest stała bądź zmienia się w niewielkim zakresie, redukcję wyższych harmonicznych napięcia wyjściowego falownika można uzyskać dzięki filtrom reaktancyjnym.

Najprostszym przykładem kształtowania fali napięcia wyjściowego falownika przez sumowanie napięć składowych jest omówione już sterowanie napięcia w układzie mostka jednofazowego. Układ ten można rozpatrywać jako złożenie dwóch półmost-ków, z których każdy dostarcza prostokątną falę napięcia o wartości maksymalnej równej połowie napięcia zasilania. Dobierając odpowiedni kąt wysterowania /3 między sygnałami sterującymi zaworów obu gałęzi i jednocześnie między napięciami składowymi, można wyeliminować określone harmoniczne napięcia odbiornika (rys. 2.59). Najlepszy rezultat uzyskuje się przy takim kącie fi, przy którym czas trwania impulsu w każdym półokresie napięcia odpowiada jednej trzeciej okresu, gdyż wtedy nie występują składowe harmoniczne będące wielokrotnością trzech.

Oddziaływanie na szerokość impulsów w każdej półfali napięcia odbiornika uzyskuje się także przez sumowanie - za pomocą transformatorów - przesuniętych w fazie napięć wyjściowych dwóch falowników pracujących niezależnie (rys. 2.60b). W przypadku sumowania napięć wyjściowych trzech lub większej liczby falowników uzyskuje się napięcie wypadkowe wieloschodkowe. Na rysunku 2.60c przedstawiono przebiegi czasowe napięć składowych i napięcia wypadkowego układu złożonego z trzech jednostek. Przesunięcia fazowe między napięciami składowymi wynoszą it/4. Przyjmując przekładnie napięciowe transformatorów, dla których U_lm - yflU_lm, uzyskuje się napięcie wypadkowe nie zawierające harmonicznych rzędu n = 8/— 3 i n — 8/—5, przy czym i - liczba naturalna. Oznacza to, że w przebiegu tego napięcia wystąpią wyższe harmoniczne rzędu 7, 9, 15, 17 itd.

Na rysunku 2.60d pokazano sposób kształtowania napięcia odbiornika poprzez sumowanie czterech napięć o jednakowych wartościach maksymalnych U_m i przesuniętych względem siebie o kąty fazowe równe Jt/3. W tak ukształtowanym napięciu wypadkowym nie występują składowe harmoniczne rzędu n = 3(2ł — 1) oraz n = 5(2i — 1).

		; j	1-(
		UWy Ll C -	= CZ
t-i Cl 11		&) Li
O (		r o-*-	—o

Rysunek 2.61

Filtry wyjściowe falowników napięcia: a)+c) filtry pasmowe z szeregowymi i równoległymi obwodami rezonansowymi; d) filtr dolnoprzepustowy

Jeżeli odbiornik musi być zasilany napięciem o przebiegu czasowym nie mającym skokowych zmian („gładkim”), to nie wystarczy zastosowanie jednej z przedstawionych metod poprawy kształtu krzywej napięcia, lecz należy zastosować filtr złożony z elementów reaktancyjnych LC. W przypadku filtracji fali o bardzo dużej zawartości wyższych harmonicznych, np. fali prostokątnej, konieczne jest uwzględnienie filtru