Приложение А (справочное). Определение выходного напряжения тест-преобразователя

Приложение А
(справочное)

Определение выходного напряжения тест-преобразователя

А.1 Определения и схемы

Для целей данного раздела настоящего стандарта ниже даны термины и определения, дополнительные к приведенным в разделе 4.

NP - нейтральная точка преобразователя;

SP - нейтральная точка нагрузки;

, , - напряжения в звене постоянного тока относительно NP: положительной шины и отрицательной шины - ;

, , - фазные напряжения на выходе инвертора в установившемся режиме;

, , - заданные значения фазных напряжений на выходе инвертора;

, , - напряжения на фазах нагрузки, соединенной в звезду в установившемся режиме;

, , - заданные напряжения на фазах нагрузки, соединенной в звезду в установившемся режиме;

- напряжение смещения нейтральной точки нагрузки относительно нейтральной точки преобразователя;

- амплитуда заданного значения напряжения питания двигателя, постоянного в установившемся режиме;

- заданное значение частоты питания двигателя, постоянное в установившемся режиме;

- напряжение помехи общего вида, синфазный сигнал, используемые в модуляторе;

, , - команды на включение фаз инвертора.

На рисунке А.1 показан соединенный по схеме "звезда" двигатель вне зависимости оттого, что спецификация двигателя может предусматривать соединение в треугольник с внутренними или внешними выводами обмоток.

Рисунок А.1 - Схема инвертора и двигателя

Выходное напряжение инвертора (, , ) может быть представлено в виде суммы фазных напряжений нагрузки (, , ) и напряжения смещения . Напряжение каждой фазы можно рассчитать как разницу между соответствующим выходным напряжением фазы преобразователя и напряжением смещения.

Так, например, для фазы U:

.

Напряжение смещения может быть вычислено следующим образом

.

А.2 Задание величины и формы напряжения

В настоящем разделе описан метод создания импульсов тест-преобразователя и поясняется вид осциллограмм на рисунке А.3, получаемых в процессе измерений.

Основной контроллер выдает заданные значения абсолютных величин требуемого напряжения и частоты двигателя , для необходимого установившегося режима работы.

В контроллере преобразователя рассчитываются заданные мгновенные значения напряжений (, , ), которые должны быть приложены к двигателю:

;

;

.

Затем напряжение линейной коррекции добавляется к заданным мгновенным значениям напряжения. Напряжение линейной коррекции - это синфазное напряжение, увеличивающее диапазон регулирования напряжения, в котором напряжение на двигателе соответствует заданию, не вызывая низкочастотных гармоник.

;

;

.

Затем полученные значения сравниваются со значениями пилы коммутации, формируя, таким образом, коммутирующие импульсы , , . Пила коммутации - периодический симметричный сигнал треугольной формы, частота которого определяет частоту коммутации инвертора. Инвертор формирует напряжение на выходе (, , ) в соответствии с коммутирующими импульсами. Структура системы приведена на рисунке А.2

Рисунок А.2 - Структура системы формирования напряжения инвертора

Напряжение коррекции , используемое в тест-преобразователе, определяется как половина опорного из трех заданных мгновенных значений напряжений (, , ). Опорное напряжение есть то, которое имеет наименьшую абсолютную величину. Взаимосвязь между этими напряжениями представлена на рисунке А.З.

Рисунок А.3 - Заданные мгновенные значения напряжений и напряжение коррекции

На рисунке 4 для фазы U представлено синусоидальное напряжение задания и результирующее на входе компаратора , сравниваемое в компараторе с пилой коммутации.

Рисунок А.4 - Заданное значение напряжения и модифицированное напряжение задания на входе компаратора

Напряжение на выходе инвертора, измеряемое между клеммами инвертора и нейтралью преобразователя NP, соответствует конфигурации напряжения, вырабатываемого после сравнения скорректированного задающего напряжения со значениями напряжений пилы коммутации (см. рисунок А.2). Это проиллюстрировано на рисунках А.5 и А.6 для частоты 50 Гц и частоты пилы коммутации 4 кГц.

Рисунок А.5 - Форма импульсов на клеммах двигателя (основная частота - 50 Гц, частота коммутации - 4 кГц)

Рисунок А.6 - Увеличение выделенной на рисунке А.5 области

Расстояние между центрами двух соседних импульсов есть величина, обратная частоте пилы коммутации, которая равна частоте коммутации инвертора.

А.3 Проверка временных интервалов

Для проверки напряжения и частоты питания двигателя необходимо провести измерения в точке, определенной в 5.2.2.

Напряжение на клеммах инвертора должно выглядеть, как показано на рисунках А.5 и А.6. Не должен иметь место пропуск импульсов. Расстояние между центрами соседних импульсов при частоте 4 кГц должно составлять 0,25 мс, а при частоте 2 кГц - 0,5 мс.

Если имеет место пропуск импульсов, должно быть снижено напряжение звена постоянного тока. Для проверки правильности работы линейной коррекции напряжение на зажимах инвертора должно измеряться через фильтр нижних частот. На рисунке А.7 показано, как должно выглядеть это напряжение.

Характерной является форма этого напряжения с двумя максимумами, при этом не должно быть выражено насыщение на верхних и нижних максимумах.

Как альтернатива, напряжение на клеммах может быть измерено относительно положительной или отрицательной шины звена постоянного тока и выражено как смещение относительно .

Рисунок А.7 - Отфильтрованное напряжение на зажимах инвертора (основная частота 50 Гц, фильтр нижних частот второго порядка 500 Гц/0,7)

Потенциал заземленного провода не может быть использован как точка отсчета.