К пониманию работы векторного модулятора на примерах | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Емельянов А. А., Пестеров Д. И., Гусев В. М., Бесклеткин В. В., Авдеев А. С., Габзалилов Э. Ф., Быстрых Д. А. К пониманию работы векторного модулятора на примерах // Молодой ученый. — 2018. — №3. — С. 6-27. — URL https://moluch.ru/archive/189/47966/ (дата обращения: 18.02.2019).



К пониманию работы векторного модулятора на примерах

Емельянов Александр Александрович, доцент;

Пестеров Дмитрий Ильич, студент;

Гусев Владимир Михайлович, магистрант

Российский государственный профессионально-педагогический университет (г. Екатеринбург)

Бесклеткин Виктор Викторович, магистрант

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина (г. Екатеринбург)

Авдеев Александр Сергеевич, магистрант

Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Габзалилов Эльвир Фиргатович, магистрант

Уральский государственный горный университет (г. Екатеринбург)

Быстрых Денис Анатольевич, начальник конструкторско-технологического бюро

АО «Уральский турбинный завод» (г. Екатеринбург)

В предыдущей статье [1] был рассмотрен на примерах принцип работы векторной ШИМ в секторе с и . В этой статье рассмотрим на конкретных примерах работу векторной ШИМ в других секторах. Подробно приведем расчет процесса получения вращающегося вектора в начальной, средней и конечной частях с первого по третий секторы. Во всех других точках результаты расчетов приведены в таблицах 1, 2 и 3. В секторах с четвертого по шестой даны расчеты с соответствующими рисунками только для векторов в средних частях в точках d, e, f.

На рис. 1 показана работа векторного модулятора по секторам. На рис. 2, …, 13 показаны не только схемы переключения силовых ключей с кодами, но и средние напряжения на интервалах модуляции в фазах a, b и c.

Сектор 1.

Точка 1.1’ (рис. 1).

Исходные данные:

Рис. 1. Последовательный переход вращающегося вектора от образующего вектора с радиусом

Относительные длительности работы ключей с кодами 000 → 110 → 100 → 111 → 100 → 110 → 000 (рис. 2):

Рис. 2. Картина процесса получения среднего вектора

Среднее напряжение за период модуляции:

Точка 1.5’ (точка «а»).

Исходные данные:

Относительные длительности работы ключей с кодами 110 → 100 → 110 (рис. 3):

Среднее напряжение за период модуляции:

Рис. 3. Картина процесса получения среднего вектора

Точка 1.9’ (рис. 1).

Исходные данные:

Относительные длительности работы ключей с кодами 000 → 110 → 100 → 111 → 100 → 110 → 000 (рис. 4):

Рис. 4. Картина процесса получения среднего вектора

Среднее напряжение за период модуляции:

Таблица 1

1

0,809017

0,104528

0,913545

0,086455

0,861281

0,090524

0,861281

-0,352244

-0,509037

2

0,743145

0,207912

0,951057

0,048943

0,847101

0,180057

0,847101

-0,267617

-0,579484

3

0,669131

0,309017

0,978148

0,021852

0,823639

0,267617

0,823639

-0,180057

-0,643582

4

0,587785

0,406737

0,994522

0,005478

0,791154

0,352244

0,791154

-0,090524

-0,700629

5

0,5

0,5

1

0

0,75

0,433013

0,75

0

-0,75

6

0,406737

0,587785

0,994522

0,005478

0,700629

0,509037

0,700629

0,090524

-0,791154

7

0,309017

0,669131

0,978148

0,021852

0,643582

0,579484

0,643582

0,180057

-0,823639

8

0,207912

0,743145

0,951057

0,048943

0,579484

0,643582

0,579484

0,267617

-0,847101

9

0,104528

0,809017

0,913545

0,086455

0,509037

0,700629

0,509037

0,352244

-0,861281

10

0

0,866025

0,866025

0,133975

0,433013

0,75

0,433013

0,433013

-0,866025

Сектор 2.

Точка 2.2’ (рис. 1).

Исходные данные:

Относительные длительности работы ключей с кодами 000 → 010 → 110 → 111 → 110 → 010 → 000 (рис. 5):

Рис. 5. Картина процесса получения среднего вектора

Среднее напряжение за период модуляции:

Точка 2.5’ (точка «b»).

Исходные данные:

Относительные длительности работы ключей с кодами 010 → 110 → 010 (рис. 6):

Среднее напряжение за период модуляции:

Рис. 6. Картина процесса получения среднего вектора

Точка 2.9’ (рис. 1).

Исходные данные:

Относительная длительность включения схемы с кодом 010 (рис. 7):

Относительная длительность включения схемы с кодом 110 (рис. 7):

Рис. 7. Картина процесса получения среднего вектора

Среднее напряжение за период модуляции (рис. 7):

Таблица 2

1

0,809017

0,104528

0,913545

0,086455

0,352244

0,791154

0,352244

0,509037

-0,861281

2

0,743145

0,207912

0,951057

0,048943

0,267617

0,823639

0,267617

0,579484

-0,847101

3

0,669131

0,309017

0,978148

0,021852

0,180057

0,847101

0,180057

0,643582

-0,823639

4

0,587785

0,406737

0,994522

0,005478

0,090524

0,861281

0,090524

0,700629

-0,791154

5

0,5

0,5

1

0

0

0,866025

0

0,75

-0,75

6

0,406737

0,587785

0,994522

0,005478

-0,090524

0,861281

-0,090524

0,791154

-0,700629

7

0,309017

0,669131

0,978148

0,021852

-0,180057

0,847101

-0,180057

0,823639

-0,643582

8

0,207912

0,743145

0,951057

0,048943

-0,267617

0,823639

-0,267617

0,847101

-0,579484

9

0,104528

0,809017

0,913545

0,086455

-0,352244

0,791154

-0,352244

0,861281

-0,509037

10

0

0,866025

0,866025

0,133975

-0,433013

0,75

-0,433013

0,866025

-0,433013

Сектор 3.

Точка 3.2’ (рис. 1).

Исходные данные:

Относительная длительность первого включения с кодом 011 (рис. 8):

Относительная длительность второго включения на интервале модуляции (усреднения) с кодом 010 (рис. 8):

Рис. 8. Картина процесса получения среднего вектора

Среднее напряжение за период модуляции (рис. 8):

Точка 3.5’ (точка «c»).

Исходные данные:

Относительная длительность включения с кодом 011 (реализация ):

Относительная длительность с кодом 010 (реализация ):

Среднее напряжение за период модуляции (рис. 9):

Рис. 9. Картина процесса получения среднего вектора

Точка 3.9’ (рис. 1).

Исходные данные:

Относительная длительность включения схемы с кодом 011 (рис. 10):

Относительная длительность включения схемы с кодом 010 (рис. 10):

Рис. 10. Картина процесса получения среднего вектора

Среднее напряжение за период модуляции (рис. 10):

Таблица 3

1

0,80902

0,10453

0,91354

0,08645

-0,50904

0,70063

-0,50904

0,86128

-0,35224

2

0,74314

0,20791

0,95106

0,04894

-0,57948

0,64358

-0,57948

0,84710

-0,26762

3

0,66913

0,30902

0,97815

0,02185

-0,64358

0,57948

-0,64358

0,82364

-0,18006

4

0,58778

0,40674

0,99452

0,00548

-0,70063

0,50904

-0,70063

0,79115

-0,09052

5

0,5

0,5

1

0

-0,75

0,43301

-0,75

0,75

0

6

0,40674

0,58778

0,99452

0,00548

-0,79115

0,35224

-0,79115

0,70063

0,09052

7

0,30902

0,66913

0,97815

0,02185

-0,82364

0,26762

-0,82364

0,64358

0,18006

8

0,20791

0,74314

0,95106

0,04894

-0,84710

0,18006

-0,84710

0,57948

0,26762

9

0,10453

0,80902

0,91354

0,08645

-0,86128

0,09052

-0,86128

0,50904

0,35224

10

0

0,86602

0,86602

0,13397

-0,86602

0

-0,86602

0,43301

0,43301

Сектор 4.

Точка «d» (рис. 1).

Исходные данные:

Относительная длительность включения схемы с кодом 001 (рис. 11):

Относительная длительность включения схемы с кодом 011 (рис. 11):

Рис. 11. Картина процесса получения среднего вектора

Вектор (рис. 11):

Сектор 5.

Точка «e» (рис. 1).

Исходные данные:

Относительная длительность включения схемы в период модуляции T с кодом 101 (вектор ):

Относительная длительность включения схемы с кодом 001 (вектор ):

Вектор (рис. 12):

Рис. 12. Картина процесса получения среднего вектора

Сектор 6.

Точка «f» (рис. 1).

Исходные данные:

Относительная длительность включения схемы с кодом 100 (вектор ):

Относительная длительность включения схемы с кодом 101 (вектор ):

Рис. 13. Картина процесса получения среднего вектора

Вектор (рис. 13):

Вышеизложенное позволяет записать формулы в более общем виде, справедливом для произвольного угла поворота заданного вектора [2], [3]:

где - глубина модуляции;

и - относительные продолжительности реализации образующих ненулевых векторов, углы поворота которых имеют ближайшие меньшее и большее (либо равное) значения в сравнении с углом поворота заданного вектора.

Алгоритм выбора этих векторов может строиться на основе следующих условий [2]:

Один из возможных алгоритмов работы микропроцессорной системы на этапах выбора состава и расчета времен реализаций образующих векторов для каждого интервала усреднения приведен на рис. 14. Здесь на основе анализа определенной ранее величины угла поворота задающего вектора определяется 60-градусный сектор, для которого обобщенным переменным и присваиваются значения углов поворота ближайших ненулевых образующих векторов. Здесь же назначаются коды состояний ключей инвертора и , обеспечивающие реализацию данных образующих векторов. Код состояния для реализации нулевого вектора выбирается из двух альтернативных вариантов далее с учетом выбора порядка следования реализаций ненулевых векторов.

Рис. 14. Блок-схема и функциональная схема физической реализации модулятора векторной ШИМ

Литература:

  1. Емельянов А.А., Пестеров Д.И., Вотяков А.С., Гусев В.М., Бесклеткин В.В., Быстрых Д.А., Габзалилов Э.Ф. К пониманию векторной системы широтно-импульсной модуляции инвертора напряжения // Молодой ученый. — 2017. — №52. — С. 1-14.
  2. Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. - Екатеринбург: УРО РАН, 2000. - 654 с.
  3. Виноградов А.Б. Векторное управление электроприводами переменного тока / ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина». ⎯ Иваново: Изд-во ИГЭУ, 2008. ⎯ 298 с.
Основные термины (генерируются автоматически): картина процесса получения среднего вектора, относительная длительность включения схемы, период модуляции, код, относительная длительность работы ключей, сектор, вектор, екатеринбург, данные, среднее.


Похожие статьи

Примеры расчетов работы векторного модулятора

Относительная длительность второго включения на интервале модуляции (код 011 - реализация вектора ) (рис. 2)

. Относительная длительность работы ключей с кодом 001 (вектор ) (рис. 4)

К пониманию векторной системы широтно-импульсной модуляции...

вращающийся вектор, картина процесса получения среднего вектора, период модуляции, вектор, вывод формулы, правильный шестиугольник, последовательный переход, относительная длительность, общая таблица...

Пространственные векторы в асинхронном двигателе...

Пространственные векторы в асинхронном двигателе в относительной системе единиц.

Целью данной работы является вывод математического аппарата, описывающего процессы в асинхронном двигателе, в доступной для понимания студентами форме.

Применение методов скользящей средней, экспоненциального...

Для того чтобы определить достоверность построенной модели, необходимо рассчитать среднюю относительную ошибку относительно тех периодов, по которым имеются фактические данные. Данную задачу можно также решить...

Векторное управление активным выпрямителем напряжения

Если принять, что и — соответственно активная и реактивная составляющие обобщенного вектора сетевого тока и система синхронизирована относительно сетевого

Блок управления включением/выключением АВН обеспечивает включение АВН в заданный момент времени.

Разработка математической модели управления посадкой...

Начальные значения вектора могут быть заданы как средние величины исходя из предполагаемых максимальных и минимальных значений.

Получен пример работы модели в среде Matlab. Рис. 2. Процесс изменения координаты и его оценки.

Анализ системы автоматического управления образовательным...

Для изучения данного модуля, студент должен обладать знаниями о векторах, в частности знать само определение вектора, выполнять операции

На Рисунок 2 изображена схема управления модулем «векторная алгебра», для достижения оценки выходных данных ста процентов.

Одночастотные сети в цифровом стандарте DVB-T2

Информация перемежается не только внутри одного символа модуляции, но и

Такая схема перемежения также улучшает работу устройств в одночастотной сети.

Устранение ошибочно найденных векторов движения при кодировании видеоинформации в стандарте MPEG-4.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Примеры расчетов работы векторного модулятора

Относительная длительность второго включения на интервале модуляции (код 011 - реализация вектора ) (рис. 2)

. Относительная длительность работы ключей с кодом 001 (вектор ) (рис. 4)

К пониманию векторной системы широтно-импульсной модуляции...

вращающийся вектор, картина процесса получения среднего вектора, период модуляции, вектор, вывод формулы, правильный шестиугольник, последовательный переход, относительная длительность, общая таблица...

Пространственные векторы в асинхронном двигателе...

Пространственные векторы в асинхронном двигателе в относительной системе единиц.

Целью данной работы является вывод математического аппарата, описывающего процессы в асинхронном двигателе, в доступной для понимания студентами форме.

Применение методов скользящей средней, экспоненциального...

Для того чтобы определить достоверность построенной модели, необходимо рассчитать среднюю относительную ошибку относительно тех периодов, по которым имеются фактические данные. Данную задачу можно также решить...

Векторное управление активным выпрямителем напряжения

Если принять, что и — соответственно активная и реактивная составляющие обобщенного вектора сетевого тока и система синхронизирована относительно сетевого

Блок управления включением/выключением АВН обеспечивает включение АВН в заданный момент времени.

Разработка математической модели управления посадкой...

Начальные значения вектора могут быть заданы как средние величины исходя из предполагаемых максимальных и минимальных значений.

Получен пример работы модели в среде Matlab. Рис. 2. Процесс изменения координаты и его оценки.

Анализ системы автоматического управления образовательным...

Для изучения данного модуля, студент должен обладать знаниями о векторах, в частности знать само определение вектора, выполнять операции

На Рисунок 2 изображена схема управления модулем «векторная алгебра», для достижения оценки выходных данных ста процентов.

Одночастотные сети в цифровом стандарте DVB-T2

Информация перемежается не только внутри одного символа модуляции, но и

Такая схема перемежения также улучшает работу устройств в одночастотной сети.

Устранение ошибочно найденных векторов движения при кодировании видеоинформации в стандарте MPEG-4.

Задать вопрос