Для улучшения гармонического состава выходного напряжения целесообразно использовать ШИМ с большим числом импульсов в течение периода, а кривую выходного напряжения формировать модуляцией импульсов по синусоидальному закону (рис. 3.72). Исключение из спектрального состава высших гармоник низкого порядка лучше всего обеспечивается однополярной двусторонней ШИМ [27]. Если при такой ШИМ количество импульсов к за один полупериод к > 7, то низшей из высших гармоник спектра, оказывающих заметное влияние, является гармоника с номером Пщт = = 2к - 3. Характерной особенностью данной ШИМ является малое значение третьей гармоники, составляющей 1,85% при к = 7; 0,9% при к = 10 и 0,4% при к = 15.

Рис. 3.72. Модуляция длительности импульсов по синусоидальному закону

Формирование в выходном напряжении паузы на нулевом уровне возможно только в мостовых схемах путем одновременного открытия транзисторов, соединенных с одним из входных выводов инвертора. В остальных схемах для формирования паузы на нулевом уровне необходимо вводить либо закорачивающий ключ, либо последовательно включенный дополнительный ключ.

Для полумостовой схемы инвертора формирование паузы возможно введением двух дополнительных транзисторов и возвратных диодов (рис. 3.66). Благодаря этому формирование положительного импульса выходного напряжения происходит при открывании транзисторов VT1 и VT2, формирование нулевой паузы - при открывании транзисторов VT2, VT3 и диодов VD11, VD12, формирование отрицательного импульса - при открывании транзисторов VT3, VT4. Таким образом, транзисторы VT3, VT4 выполняют две функции: во-первых, они являются закорачивающим ключом; во-вторых, они обеспечивают снижение напряжения на каждом из двух последовательно соединенных транзисторов плеча до уровня Ubx / 2.

,VD5 A

Рис. 3.73. Схема трехфазного мостового инвертора

Трехфазные инверторы выполняются обычно путем подключения входов трех одинаковых однофазных инверторных ячеек к обп1;им входным выводам, подключения нагрузки каждой фазы к выходным выводам соответствующей ячейки и управления транзисторами ячеек со взаимным сдвигом фазы на угол 2тс / 3.

Рассмотрим работу трехфазного мостового инвертора, содержащего три однофазных полумоста (рис. 3.73). Транзисторы каждого полумоста управляются прямоугольным напряжением. Длительность открытого состояния транзистора составляет 180 электрических градусов. Диаграммы переключения транзисторов показаны на рис. 3.74. В соответствии с диаграммами на выходе инвертора формируются три линейных напряжения (Uab, Ubc, Uca) с максимальным значением, равным Ubx, и с паузой на нулевом уровне длительностью 60 электрических градусов. Напряжения Uab, Ubc, Uca сдвинуты взаимно на 120 электрических градусов.

При соединении нагрузки звездой фазное напряжение (относительно искусственного нуля) имеет двухступенчатую форму с максимальными значениями первой ступени Ubx / 3 и второй ступени 2 Ubx / 3. Линейное и фазное напряжения не содержат третьей и кратных ей гармоник. Благодаря включению обратных диодов, шунтирующих транзисторы, инвертор может работать в обратном режиме как выпрямитель, если на его выходе имеется активно-индуктивная нагрузка или противо-ЭДС. При этом действующее значение первой гармоники фазного напряжения определяется соотношением

иф1д = 4(1 -I- cos 60°)Ubx / Зя V2 = 0,45Ubx.

Регулирование или стабилизацию выходного напряжения можно осуществить методом многократной равномерной ШИМ на полную глубину. Этот метод реализуется путем дополнительных- переключений каждой пары транзисторов. При этом отношение выходного

U, ,(VT3,VT4)

U ,(VTS,VT6)

U.,/3

2U /3

I I

Рис. 3.74. Диаграммы переключения транзисторов мостового инвертора

напряжения Пвых инвертора ко входному Ubx с паузой на нулевом уровне длительностью 60 электрических градусов составляет

Пвых / Ubx = 0,775у.

На рис. 3.75 в качестве примера представлена схема трехфазного мостового инвертора, обеспечивающая получение напряжения 380 В переменного трехфазного тока частоты 50 Гц при входном напряжении сети 220 В однофазного тока частоты 50 Гц. Выходная