175117. lajstromszámú szabadalom • Berendezés invertek kimenőmennyiség-felharmónikus tartalmának csökkentésére
175117 4 tabb elektronikára van szükség, ami szintén rontja a megoldás gazdaságosságát. Történtek kísérletek olyan modulációs módszer kidolgozására, amely egyszerűbb, impulzusszélesség modulációra alkalmas inverte rekkel és kisebb szaggatási frekvenciával lehetővé teszi kiválasztott számú harmonikus eliminálását. Az elmélet szerint periódusonként n impulzust alkalmazva, elvileg lehetőség van n számú harmonikus összetevő eliminálására (állandó alapharmonikussal) vagy n—1 számú harmonikus összetevő eliminálására és az alapharmonikus szabályozására. Az impulzusok helyét megadó szögek és az alapharmonikus feszültség-komponens közötti kapcsolatot bonyolult, nemlineáris összefüggések adják meg. A harmonikusok amplitúdója erősen függ az impulzusok helyétől és szélességétől (a harmonikusokra minden szögváltozás a harmonikus rendszámmal szorozva szerepel a harmonikus amplitúdóját megadó egyenletekben), ezért tényleges megvalósítás esetén a modulációt jellemző szög értékeket pontosan be kell tartani, mert a számított értékektől való kis eltérések is jelentősen rontják a harmonikus eliminálás eredményességét. Az utóbbi megoldásnak két jelentős hátránya van. Az egyik az, hogy az elméletileg számított összefüggések ideális hullámformájú inverter-feszültségek esetén érvényesek, a valóságban azonban az inverter kimenőfeszültsége (a kommutációs jelenségek, a belső impedancia, a bemenő egyenfeszültség hullámossága stb. miatt) eltér az ideálistól, aminek hatását ez a módszer nem veszi figyelembe, tehát a harmonikus eliminálás eredményessége a gyakorlatban kedvezőtlenebb. A másik hátrány az, hogy a moduláció törvényszerűségeit leíró nemlineáris összefüggések realizálása bonyolult elektronikát igényel, amelynek költsége erősen csökkenti a szűrőköröknél elérhető költségmegtakarítást. A találmány tárgya olyan modulációs módszert megvalósító inverter vezérlőegység, amellyel háromfázisú inverterek kimenőfeszültségének felharmonikus tartalmát minimalizálni lehet az alapharmonikus mennyiség egyidejű szabályozása mellett (vagy anélkül). A találmánynak az a lényege, hogy a moduláló impulzusokat létrehozó részegységnek szabályozható fázishelyzetű impulzusokat szolgáltató, szinkronizáló impulzus jelbemenetű impulzus generátorának szabályozható szintű jelbemenétei vannak, továbbá az impulzus generátornak a hatodperiódus középpontjához képest páronként szimmetrikusan elhelyezkedő felvagy lefutó élű, kétszintű logikai jeleket szolgáltató kimenetei egy logikai egység bemeneteire csatlakoznak, amely logikai egység modulációt biztosító impulzus jelkimenettel (kimenetekkel) van ellátva. A találmány szerinti inverter vezérlőegység lehetővé teszi kiválasztott rendszámú harmonikusok eliminálását is. Ha az inverter modulálatlan kimenőfeszültségére (pl. külső feszültségforrásból) olyan impulzusokat szuperponálunk, amelyek eredő harmonikus összetevői a modulálatlan jelből eliminálandó harmonikusokkal azonos amplitúdójúak, de fázishelyzetük 180°-kai eltér, a szuperpozíció eredményeként kapott feszültségből a kiválasztott rendszámú harmonikusok kiesnek. A gyakorlatban a modulációval elérendő cél általá3 ban nem diszkrét harmonikusok eliminálása, hanem az, hogy meghatározott mennyiség hullámformája (pl. biztonsági áramforrás szűrő utáni kimenőfeszültsége, inverterről táplált aszinkron motor árama, fluxusa, nyomatéka) minél kisebb torzítású legyen, azaz a vizsgált mennyiségben a felharmonikusok eredője minimum legyen. Bebizonyítható, hogy a harmonikusok eredőjének minimumára történő szabályozás - adott impulzusszám esetén — mindig kedvezőbb eredményt ad, mint a harmonikus eliminálás módszere. A találmány szerinti inverter vezérlőegységgel a harmonikusok eredőjének minimumát azáltal biztosítjuk, hogy érzékeljük az eredő kimenőfeszültség felharmonikus tartalmát és a szuperponált impulzusok d szélességét, valamint (p0 fázishelyzetét úgy változtatjuk, hogy a harmonikusok eredőjének értéke minden munkapontban minimum legyen. Belátható, hogy ezzel á megoldással akkor is jó eredményt kapunk, ha az inverter kimenő feszültsége bármilyen zavaró hatás következtében eltér az ideálistól. A harmonikusok eredőjének minimumára történő szabályozás feladatát célszerűen zárt szabályozási körrel oldhatjuk meg, de egyes alkalmazásoknál elegendő lehet az optimális megoldást nyújtó <p0, d paraméterek egyszeri, fix beállítása. A találmányt részletesebben az ábrákon bemutatott kiviteli példák segítségével ismertetjük. Az 1. ábrán a felharmonikusok csökkentésére szolgáló egyik elrendezés kiviteli alakjának blokkvázlata; A 2. ábrán másik elrendezés blokkvázlata; A 3. ábrán harmadik elrendezés blokkvázlata; A 4. ábrán a szuperponált impulzusok időfüggvénye, fázishelyzete és az eredő feszültség vektorábrája; Az 5. ábrán a moduláló impulzusok előállítására szolgáló elrendezés blokkvázlata; A 6. ábrán az 5. ábra szerinti elrendezés egy konkrét kiviteli alakja; A 7. ábrán a 6. ábra szerinti elrendezés jellemző időfüggvényei; A 8. ábrán az 5. ábra szerinti elrendezés másik konkrét kiviteli alakja; A 9. ábrán a 8. ábra szerinti elrendezés jellemző időfüggvényei; A 10. ábrán az 5. ábra szerinti elrendezés további jellemző időfüggvényei láthatók. Az 1. ábrán olyan rendszer blokkvázlata látható, amelynél az 5 eredő kimenőfeszültség a 2a inverter 4 feszültségének és az impulzus jelforrásként használt 2b inverter 6 feszültségének az eredője. A 2a inverter 3 vezérlőegysége révén modulálatlan négyszög hullámformájú feszültséget, míg az impulzus jelforrás 6 feszültséggel szinkronban levő, de változtatható szélességű és fázishelyzetű feszültség-impulzusokat szolgáltat. A 2a inverter 1 bemenőfeszültsége és az impulzus jelforrásként használt 2b inverter 7 bemenőfeszültsége állandó. Az eredő 5 kimenőfeszültségnek mind az álapharmonikus, mind a felharmonikus összetevőit a 2b inverter segítségével lehet változtatni, ezért a 21 szűrő kimenetén Megjelenő 20 feszültségből kiválasztva egyrészt a 17 alapharirioftäkus összetevőt, olyan 11 Jzábályöző egységből,15 különbségképzőből & 18 ateph&rrhohikus szűrőből áDó alaplűrmdriBeús iz^ályozsíin-körtépíthetünlcfél, amely azimpultüsjelfoírás által szolgáltatott impulzusok szélességét. ;* ^ jelbemenetre adott bemenőjel által úgy változtatja, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
