ШИМ с предмодуляцией третьей гармоникой

При реализации данной разновидности ШИМ в подаваемый на входы трехфазного ШИМ-модулятора управляющий сигнал каждой фазы добавляется нулевая последовательность nn, содержащая третью гармонику основной частоты в указанной ниже пропорции:

где сигнал предмодуляции nn = .

При K_м = 1 амплитуда управляющего сигнала равна 1.

На рис. 1.4, а приведена временная диаграмма управляющих сигналов инвертора. Нетрудно видеть, что форма управляющего сигнала весьма близка трапециидальной. На рис. 1.4, б — временная диаграмма выходного фазного напряжения при А = 48, коэффициенте модуляции K_м = 0,5 и двухсторонней модуляции. На рис. 1.4, в приведен спектр фазного выходного напряжения в этом режиме. Сравнение спектров рис. 1.2, г и 1.4, в показывает, что при осуществлении предмодуляции третьей гармоникой характер спектра не меняется, в низкочастотной его части по-прежнему присутствует только основная гармоника. На основании модельного эксперимента рассчитаны коэффициенты гармоник. В табл. 1.2 приведены значения коэффициентов гармоник k_г.к и k_г.2к (в%) ШИМ с предмодуляцией третьей гармоникой при модуляции фронта (среза) импульса и двухсторонней модуляции.

Табл.1.2.

Данные таблицы и другие результаты модельного эксперимента позволяют сделать следующие выводы:

• · применение предмодуляции третьей гармоникой не только увеличивает максимально достижимое отношение амплитуды первой гармоники к напряжению источника питания Е на 15,47%, но и приводит к заметному снижению коэффициентов гармоник k_г.к и k_г.2к. Это явление объясняется тем, что при равном коэффициенте модуляции K_м в ШИМ с предмодуляцией амплитуда основной гармоники на 15,47% выше, чем в инверторе с классической трехфазной ШИМ, в то же время амплитуда комбинационных гармоник изменяется мало.
• · Как и при реализации классической ШИМ, при осуществлении ШИМ с предмодуляцией третьей гармоникой двухсторонняя модуляция обеспечивает значительные преимущества в качестве выходного напряжения инвертора.
• · Величины А_кр и w сохраняют те же значения, что и при классической ШИМ.

Программа спектральной модели инвертора с премодуляцией третьей гармоникой приведена в Приложении 2.

Рис. 1.4