Введение
Глава 1. Топологии и способы управления автономными инверторами. состояние и тенденции развития 28
1.1. Топологии автономных инверторов напряжения 28
1.1.1 Двухуровневые инверторы напряжения 28
1.1.2 Многоуровневые инверторы напряжения 31
1.1.3 Обобщенная топология многоуровневого инвертора напряжения 40
1.2. Топологии автономных инверторов тока 48
1.2.1 Двухуровневые инверторы тока 48
1.2.2 Многоуровневые инверторы тока 51
1.2.3 Обобщенная топология многоуровневого инвертора тока 58
1.2.4 Дуальность автономных инверторов напряжения и тока 62
1.3. Эволюция методов ШИМ 69
1.4. Критический анализ состояния дел в области разработки способов управления 88
1.4.1 Формы представления (модели) способов ШИМ 89
1.4.2 Негативные тенденции в области разработки способов ШИМ 102
1.5. Выводы, постановка целей и задач исследования 108
Глава 2. Теоретический анализ энергетических показателей автономных инверторов 114
2.1. Объект и предмет исследования 114
2.2. Методика анализа 118
2.2.1 Принятые допущения, методы решения 118
2.2.2 Описание методики анализа 120
2.3. Анализ выходных характеристик двухуровневого АИН с ШИМ 125
2.3.1 Анализ линейного напряжения 125
2.3.2 Анализ фазного напряжения 137
2.4. Анализ входных характеристик двухуровневого трехфазного АИН с ШИМ 144
2.5. Анализ выходных характеристик многофазного многоуровневого АИН с ШИМ 151
2.5.1 Трехуровневый m-фазный автономный инвертор напряжения 151
2.5.2 Обобщенные формулы линейного напряжения m-фазного L-уровневого АИН 161
2.6. Выбор критериев энергоэффективности автономных инверторов с ШИМ 166
2.7. Использование приведенного ИКГН 1-го порядка для сравнительного анализа способов ШИМ 174
2.8. Вывод соотношений для ИКГН 177
2.8.1 Вывод соотношений для ИКГН 1-го порядка 177
2.8.2 Соотношения для ИКГН 2-го и 3-го порядков 186
2.8.3 Использование ИКГН в прямых методах расчета 189
2.9. Использование полученных результатов для инверторов тока 192
2.10 Выводы 197
Глава 3. Синтез энергооптимальных способов управления автономными инверторами с ШИМ 199
3.1. Общая процедура синтеза способов управления по заданному критерию эффективности 199
3.2. Обоснование методики синтеза закона модуляции 204
3.3. Синтез закона модуляции и процедуры реализации способа управления двухфазным инвертором напряжения 209
3.4. Синтез закона модуляции и процедуры реализации способа управления трехфазным инвертором напряжения 219
3.4.1 Синтез закона модуляции для кратности Кр=9 219
3.4.2 Синтез закона модуляции для кратности Кр=15 230
3.5. Синтез способов управления инвертором напряжения эвристическими методами 235
3.5.1 Задача расширения линейного диапазона регулировочной характеристики АИН 236
3.5.2 Модуляция амплитуды опорного сигнала 242
3.5.3 Модификация формы модулирующего сигнала, эквивалентная модуляции амплитуды опорного сигнала 251
3.5.4 Модификация формы модулирующего сигнала в области перемодуляции 255
3.6 Выводы 267
Глава 4. Сравнительный анализ синтезированных и известных способов управления 268
4.1. Способы ШИМ для двухфазных двухуровневых инверторов 269
4.1.1 Сравнение способов СШИМС1 и СШИМ 269
4.1.2 Сравнение способов СШИМС3 и СШИМ 276
4.1.3 Сравнение способов СШИМС5 и СШИМ 281
4.2. Способы ШИМ для трехфазных двухуровневых инверторов 284
4.2.1 Сравнение способов СШИМС2, СШИМ и СШИМ+А 284
4.2.2 Сравнение способов СШИМС3, СШИМС4, СШИМ и СШИМ+А 291
4.2.3 Оценка диапазона регулирования первой гармоники для двухфазного и трехфазного АИН с СШИМС3 301
4.2.4 Сравнение синтезированных способов СШИМС3 и СШИМС4 302
4.2.5 Сравнение способа СШИМС5 со способом компенсации нелинейности РХ в области перемодуляции 304
4.3. Выводы 311
Глава 5. Микропроцессорная реализация синтезированных способов ШИМ в системах управления АИН и АИТ 313
5.1. Особенности реализации ШИМ в системе управления АИТ 313
5.1.1 Двухфазный АИТ 314
5.2. Принципы микропроцессорной реализации программных способов ШИМ 329
5.2.1 Особенности полупроводникового преобразователя как объекта управления и микропроцессора как средства управления 330
5.2.2 Основные требования, предъявляемые к МПСУ полупроводниковым преобразователем 332
5.2.3 Реализация в МПСУ функции модулятора 333
5.2.4 Развертывание модулирующего сигнала по амплитуде 334
5.2.5 Развертывание модулирующего сигнала во времени 341
5.3. Реализация оптимального способа СШИМС1 345
5.4. Реализация оптимального способа СШИМС2 352
5.5. Реализация способов СШИМС3 357
5.6. Реализация способа СШИМС5 360
5.7. Микропроцессорная реализация ШИМ в системе управления АИТ 364
5.8. Выводы 370
Заключение 373
Список использованных источников 375
Приложение А. Вывод соотношений для показателей качества фазного напряжения двухуровневого четырехфазного АИН с ШИМ 408
Приложение Б. Результаты синтеза способа ШИМ для трехфазного АИН (способ СШИМС2) 411
Приложение В. Модели, реализующие синтезированные способы ШИМ. Примеры управления многоуровневым АИН и двухуровневым АИТ синтезированными СПУ 416
Приложение Г. Синтез импульсов управления ключами пятифазного АИТ на основе дуальности инверторов тока и напряжения и таблиц соответствия между их векторами 428
Приложение Д. Практическая реализация синтезированных способов 437
Приложение Е. Акты внедрения 447
