Вестник МГТУ. 2017, №4.

Гасанова Л. Г. и др. Методика исследования влияния высших гармонических… 706 Необходимо отметить, что современные преобразователи частоты оснащены системой управления, выполненной на базе синусоидальной широтно-импульсной модуляции (ШИМ). При этом в специальной литературе можно найти различные технические решения, позволяющие посредством некоторого усложнения системы управления достичь еще большего снижения величины и числа гармонических составляющих напряжения на выходе преобразователя, приближая его к синусоидальной величине. В настоящей статье продемонстрированы работоспособность и эффективность разработанной методики исследования влияния высших гармонических составляющих напряжения на режимные параметры синхронного генератора с постоянными магнитами (электромагнитный момент, токи, мощности). Нижеприведенный гармонический состав выходного напряжения преобразователя частоты с ШИМ- управлением в каждом конкретном случае может быть и несколько другим. Но это ни в коей мере не скажется на востребованности и достоверности разработанной методики исследования. Материалы и методы Гармонический состав выходного напряжения инвертора с синусоидальным ШИМ при работе его на смешанную нагрузку представляет собой зависимость амплитуд гармонических составляющих выходного напряжения от величины коэффициента модуляции для различных гармоник при разных значениях отношений несущей частоты к частоте модуляции. Для классической системы управления с синусоидальной ШИМ примем его таким, как это приведено, например, в работе [3]: при значении коэффициента ε, показывающего отношение несущей частоты f нес к частоте модуляции F м , равном нес м ε 10 f F = ≥ , кривые гармонического состава выходного напряжения инвертора с синусоидальной ШИМ имеют вид, представленный на рис. 2. На рис. 2 изображены зависимости величин амплитуд гармонических составляющих, отнесенных к величине опорного напряжения Е , которое формируется на выходе выпрямителя В (с незначительной погрешностью можно считать, что бaз нф 2 , E U U = = где U нф – фазное напряжение генератора). При ε = 12, если, например, принять частоту модуляции равной F = 50 Гц, несущая частота будет равна f = 600 Гц. Тогда в соответствии с кривыми (рис. 2) помимо основной гармоники в кривой напряжения будут присутствовать 8-я, 10, 11, 13, 14 и 16-я гармонические составляющие. Необходимо отметить, что в инверторе с синусоидальной ШИМ можно регулировать амплитуду выходного напряжения, изменяя при постоянной величине входного напряжения лишь глубину модуляции µ (рис. 2). Рис. 2. Кривые гармонического состава выходного напряжения инвертора с синусоидальной ШИМ Fig. 2. The curves of the harmonic composition of the output voltage of the inverter with sinusoidal PWM µ ε 4 ν = ± ε 1 ν = ± 10 ε ≥ m U E ν ε 2 ν = ± 0.1 0.2 0.3 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1