ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ.
Полезная модель относится к области электротехники, в частности, к автоматизированным электроприводам и преобразовательной технике, и предназначена для преобразования входного переменного напряжения 6 кВ и 10 кВ промышленной частоты 50 Гц в переменное напряжение с частотой от 0 до 120 Гц и величиной от 0 до 6 кВ и от 0 до 10 кВ, необходимое для регулирования частоты вращения асинхронных и синхронных электродвигателей (ЭД) переменного тока по векторному и скалярному законам управления.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ.
Из уровня техники известен высоковольтный преобразователь частоты (ЧРП) (RU 144730 U1, дата публикации 29.07.2014, патентообладатели ОАО «АК Транснефть», ООО «Балтнефтепровод», ООО «НИИ ТНН»), принятый в качестве ближайшего аналога, содержащий исполнительный механизм, электродвигатель, трансформатор и высоковольтный преобразователь частоты. Высоковольтный преобразователь частоты напряжением 10 кВ, мощностью 2500 кВт включает в себя многообмоточный трансформатор и многоуровневый инвертор напряжения, причем высоковольтный преобразователь частоты установлен в блок-контейнере и содержит четыре шкафа: шкаф многообмоточного трансформатора, два шкафа многоуровневого инвертора напряжения и шкаф тормозных резисторов.
Недостатком ближайшего аналога является невозможность работы с электродвигателями переменного тока напряжением 6 кВ и с частотой регулирования выходного напряжения до 120 Гц, отсутствие равномерного распределения по фазам потребляемого тока из сети. Недостатки обусловлены отсутствием исполнения трехфазного многообмоточного трансформатора, содержащего собранный сердечник с тремя параллельно соединенными первичными обмотками и с вторичными обмотки, выполненными на выходное напряжение 0.71 кВ с пространственными фазовыми сдвигами друг относительно друга на 12 электрических градусов, и отсутствием модуля управления с формирователем скалярного широтно-импульсного модулированного сигнала на 15 и 27 силовых блоков с инверторами напряжения.
ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ.
Технический результат заключается в расширении технических характеристик высоковольтного преобразователя частот по напряжению на 6 кВ и 10 кВ и по диапазону регулируемой выходной частоты от 0 до 120 Гц, необходимые для регулирования скорости асинхронных и синхронных электродвигателей на номинальное напряжение 6 кВ и 10 кВ с возможностью регулирования как по векторному, так и скалярному законам управления с равномерным распределением по фазам потребляемого из сети тока. Технический результат заявляемой полезной модели достигается тем, что в высоковольтном преобразователе частоты, содержащим трехфазный многообмоточный трансформатор и многоуровневый инвертор напряжения, размещенные в шкафах с системой воздушного охлаждения, многоуровневый инвертор содержит модуль управления, последовательно соединенные силовые блоки с трехфазными полууправляемыми выпрямителями, однофазными инверторами напряжения и формирует трехфазное напряжение с действующим значением до 10 кВ с высоким гармоническим качеством на статорные обмотки синхронных и асинхронных электродвигателей номинальным напряжением 10 кВ для регулирования скорости по векторному закону управления, трехфазный многообмоточный трансформатор выполнен, на напряжения 6/0,71 кВ или 10/0,71 кВ, и формирует трехфазное напряжение переменной частоты в диапазоне от 0 до 120 Гц с действующим значением от 0 до 6 кВ или от 0 до 10 кВ. Количество силовых блоков с выпрямителями и однофазными инверторами напряжения 15 или 27 выбирается в зависимости от напряжения 6 или 10 кВ с общей пульсностью выпрямления преобразователя 30 или 54, соответственно. Трехфазный многообмоточный трансформатор содержит собранный сердечник с тремя параллельно соединенными первичными обмотками, а его вторичные обмотки выполнены на выходное напряжение 0.71 кВ с пространственными фазовыми сдвигами друг относительно друга на 12 электрических градусов или 6,67 электрических градуса в зависимости от напряжения 6 или 10 кВ соответственно. Модуль управления выполнен с алгоритмом для работы со скалярным и векторным законами управления, обеспечивает равномерное распределение по фазам потребляемого из сети тока с и может управлять работой до 27 силовых блоков с инверторами напряжения.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Благодаря тому, что в высоковольтном преобразователе частоты трехфазный многообмоточный трансформатор выполнен на напряжения 6/0,71 кВ или 10/0,71 кВ, а модуль управления многоуровневого инвертора формирует трехфазное напряжение переменной частоты в диапазоне от 0 до 120 Гц и с действующим значением от 0 до 6 кВ или от 0 до 10 кВ на статорные обмотки синхронных и асинхронных электродвигателей с номинальным напряжением 6 кВ или 10 кВ достигается технический результат -расширение технических характеристик высоковольтного преобразователя частоты по напряжению на 6 кВ и 10 кВ и по диапазону регулируемой выходной частоты от 0 до 120 Гц, необходимые для регулирования скорости асинхронных и синхронных электродвигателей на номинальное напряжение 6 кВ и 10 кВ.
Количество силовых блоков с выпрямителями и однофазными инверторами напряжения 15 или 27 выбирается в зависимости от напряжения 6 или 10 кВ с общей пульсностью выпрямления преобразователя 30 или 54, соответственно. Трехфазный многообмоточный трансформатор содержит собранный сердечник с тремя параллельно соединенными первичными обмотками, а его вторичные обмотки выполнены на выходное напряжение 0.71 кВ с пространственными фазовыми сдвигами друг относительно друга на 12 электрических градусов или 6,67 электрических градуса в зависимости от напряжения 6 или 10 кВ соответственно. Модуль управления выполнен с алгоритмом для работы со скалярным и векторным законами управления, обеспечивает равномерное распределение по фазам потребляемого из сети тока и может управлять работой 15 и 27 силовых блоков с инверторами напряжения. В заявляемой полезной модели обеспечиваются:
- возможность применения необходимого количества последовательно соединенных однофазных инверторов напряжения с формированием трехфазного напряжения переменной частоты в диапазоне от 0 до 120 Гц и действующим значением от 0 до 6 кВ и от 0 до 10 кВ подаваемого на статорные обмотки синхронных и асинхронных электродвигателей напряжением 6 и 10 кВ;
- реализация в высоковольтном преобразователе частоты скалярного и векторного законов управления;
- равномерное распределение по фазам потребляемого из сети тока за счет реализованного алгоритма управления.
ПРИВОДИМЫЕ ФИГУРЫ.
На фиг. 1а - функциональная схема высоковольтного преобразователя частоты на напряжение 6 кВ; на фиг. 16 - функциональная схема высоковольтного преобразователя частоты на напряжение 10 кВ; на фиг. 2 - распределение по секциям первичных и вторичных обмоток трансформатора на 6 кВ; на фиг. 3 - распределение по секциям первичных и вторичных обмоток трансформатора на 10 кВ; на фиг. 4 - силовая ячейка многоуровневого инвертора напряжения; на фиг. 5 - осциллограммы выходного напряжения и коэффициента искажений синусоидальности кривой напряжения высоковольтного преобразователя частоты; на фиг. 6 - осциллограммы входного тока и коэффициента искажений синусоидальности кривой входного тока высоковольтного преобразователя частоты; на фиг. 7 - векторная диаграмма асинхронного электродвигателя при векторном управлении от высоковольтного преобразователя частоты; на фиг. 8 -структурная схема высоковольтного преобразователя частоты с векторным управлением; на фиг. 9 - функциональная схема блока мультипроцессорного управления; на фиг. 10 - функциональная схема блока формирователя многоуровневого векторного широтно-импульсного модулированного сигнала (ВШИМ).
На приводимых фигурах приняты следующие обозначения:
ПР - предохранители;
В - блок выпрямителя;
Ф - фильтрующий конденсатор;
У3 - узел сброса энергии;
И - инвертор напряжения на IGBT транзисторах.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ.
Высоковольтный преобразователь частоты содержит трехфазный многообмоточный трансформатор поз. 4 (фиг. 1,а, 1,б) и многоуровневый инвертор напряжения поз. 5 (фиг. 1,а, 1,б). Трехфазный многообмоточный трансформатор поз. 4 (фиг. 1,а, 1,б) выполнен на напряжения 6/0,71 кВ или 10/0,71 кВ, а многоуровневый инвертор 5 (фиг. 1,а, 1,б) содержит последовательно соединенные силовые блоки поз. 3 (фиг. 1,а, 1,б) с трехфазными полууправляемыми выпрямителями В (фиг. 4), однофазными инверторами напряжения И (фиг. 4) и формирует трехфазное напряжение переменной частоты в диапазоне от 0 до 120 Гц и с действующим значением от 0 до 6 кВ или от 0 до 10 кВ на статорные обмотки синхронных и асинхронных электродвигателей поз. 6 (фиг. 1,а, 1,б) номинальным напряжением 6 кВ или 10 кВ. Количество силовых блоков поз. 3 (фиг. 1,а, 1,б) с выпрямителями В (фиг. 4) и однофазными инверторами напряжения И (фиг. 4) выбирается 15 (фиг. 1,а) или 27 (фиг. 1,б) в зависимости от напряжения 6 или 10 кВ с общей пульсностью выпрямления преобразователя 30 или 54, соответственно.
Трехфазный многообмоточный трансформатор (фиг. 2, 3) содержит собранный сердечник с тремя параллельно соединенными первичными обмотками WcAl, WcA2, WcA3 и WcB1, WcB2, WcB3 и WcC1, WcC2, WcC3, (фиг. 2, 3) (в прототипе одна первичная обмотка), а его вторичные обмотки выполнены на выходное напряжение 0.71 кВ и 15 (поз.a1a, a1b, a1c, … a5a, a5b, a5c, b1a, b1b, b1c, b5a, b5b, b5c, c1a, c1b, c1c, c5a, c5b, c5c, фиг. 2) или 27 (поз. a1a, a1b, a1c, … a9a, a9b, a9c, b1a, b1b, b1c, b9a, b9b, b9c, c1a, c1b, c1c, c9a, c9b, c9c, фиг. 3) раздельных вторичных обмоток, выполненных с пространственными фазовыми сдвигами друг относительно друга на 12 (поз. -24°, -12°, 0°, 132°, 144° фиг. 2) и 6,67 (поз. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 фиг. 3) электрических градуса в зависимости от напряжения 6 или 10 кВ, соответственно. Модуль управления поз. 2 (фиг. 1,а, 1,б) выполнен с алгоритмом для работы со скалярным и векторным законами управления, обеспечивает равномерное распределение по фазам потребляемого из сети тока и может управлять работой 15 и 27 силовых блоков с инверторами напряжения.
В отличие от прототипа заявляемый высоковольтный преобразователь частоты может быть выполнен например, на входное и выходное напряжения 6 кВ (фиг. 1,а) или 10 кВ (фиг. 1,б) (в прототипе только 10 кВ) с пульсностью выпрямления 30 или 54 кратной (в прототипе только 54 кратная пульсная схема выпрямления) с равномерным распределением потребляемого тока и с модулем управления поз. 2 (фиг. 1,а, 1,б) способным управлять работой 15 и 27 силовых блоков с инверторами напряжения.
Высоковольтный преобразователь частоты на входное напряжение 6 кВ (фиг. 1,а) (в прототипе отсутствует исполнение), 10 кВ (фиг. 1,б) содержит трехфазный многообмоточный трансформатор поз. 4 (фиг. 1,а, 1,б), последовательно соединенные выхода силовых блоков А1-А6 (фиг. 1,а) и А1-А9 (фиг. 1,б) с узлами сброса энергии УЗ (фиг. 4) (в прототипе отсутствует) в фазе U, В1-В6 (фиг. 1,а) и поз. В1-В9 (фиг. 1,б) в фазе V, поз. С1-С6 (фиг. 1,а) и поз. С1-С9 (фиг. 1,б) в фазе W, модуль управления 2 (фиг. 1,а, 1,б) с векторным бездатчиковым и скалярным управлением, интерфейсный модуль поз. 9 (фиг. 1,а, 1,б) с пультом управления поз. 9 (фиг 1,а, 1,б) на базе промышленного компьютера.
Трехфазный многообмоточный трансформатор представляет собой трансформатор класса сухой изоляции на напряжения 6/0,71 кВ (фиг. 2), 10/0,71 кВ (фиг. 3) (в прототипе 10/0,69 кВ). В отличие от прототипа он имеет собранный сердечник с тремя параллельно соединенными первичными обмотками поз.WcA1, WcA2, WcA3 и WcB1, WcB2, WcB3 и WcC1, WcC2, WcC3, (фиг. 2, 3) (в прототипе одна первичная обмотка) 15 (поз. a1a, a1b, a1c, … a5a, a5b, a5c, b1a, b1b, b1c, b5a, b5b, b5c, c1a, c1b, c1c, c5a, c5b, c5c, фиг. 2) или 27 (поз. a1a, a1b, a1c, a9a, a9b, a9c, b1a, b1b, b1c, … b9a, b9b, b9c, c1a, c1b, c1c, c9a, c9b, c9c, фиг. 3) раздельных вторичных обмоток, выполненных с пространственными фазовыми сдвигами друг относительно друга на 12 электрических градусов (-24°, -12°, 0°, 132°, 144° фиг. 2) и 6,67 электрических градусов (поз. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 фиг. 3) в зависимости от напряжения 6 или 10 кВ, соответственно (в прототипе 27 аксиально-раздельных вторичных обмоток). Трансформатор выполняет преобразование напряжения сети в систему трехфазных напряжений для питания силовых блоков.
Инвертор напряжения поз. 5 (фиг. 1,а, 1,б) состоит из:
- последовательно соединенных силовых блоков поз. 3 (фиг. 1,а, 1,б) в количестве 15 для 6 кВ (поз. А1-А5, В1-В5, С1-С5 фиг. 1,а) и 27 для 10 кВ (поз. А1-А9, В1-В9, С1-С9 на фиг. 1,б) последовательно соединенных однофазных инверторов напряжения И (фиг. 4) с узлом сброса энергии УЗ (фиг. 4) в каждом силовом блоке;
- модуля управления поз. 2 (фиг. 1,а, 1,б);
- интерфейсного модуля поз. 9 (фиг. 1,а, 1,б) с пультом управления поз. 10 (фиг 1,а).
Силовые блоки поз. 3 (фиг. 1,а, 1,б) высоковольтного преобразователя частоты запитаны от вторичных обмоток трехфазного многообмоточного трансформатора поз. 4 (фиг. 1,а, 1,б) трехфазным переменным напряжением 710 В (в прототипе 690 В) и состоят из диднотиристорного выпрямителя В (фиг. 4), фильтрующих полипропиленовых конденсаторов Ф (фиг. 4) (в прототипе пленочные конденсаторы), а также узла сброса энергии на IGBT транзисторах УЗ (фиг. 4), однофазного инвертора напряжения И (фиг. 4) (в прототипе отсутствует узел сброса энергии на IGBT транзисторах).
Для получения трехфазного переменного напряжения в диапазоне от 0 до 10 кВ (в прототипе только 10 кВ) или от 0 до 6 кВ и переменной частоты от 0 до 120 Гц (в прототипе отсутствует переменная частота) используются последовательно соединенные силовые блоки поз. 3 (фиг. 1,а. 1,б). Низкий коэффициент пульсаций входного тока обеспечивается 30-пульсной схемой выпрямления для исполнения на 6 кВ, благодаря применению 5 силовых блоков (А1-А5, В1-В5, С1-С5 фиг. 1,а) в каждой фазе U, V, W (фиг 1,а) инвертора напряжения, или 54-пульсной схемой выпрямления для исполнения 10 кВ, благодаря применению 9 силовых блоков (А1-А9, В1-В9, С1-С9 на фиг. 1,б) в каждой фазе инвертора напряжения U, V, W (фиг 1,а). Силовые блоки инвертора напряжения управляются по принципу векторной широтно-импульсной модуляции - ВШИМ (в прототипе широтно-импульсная модуляция ШИМ) с равномерным распределением токовой нагрузки в силовых блоках (эта функция отсутствует в прототипе). Перенапряжения в звене постоянного тока исключаются благодаря сбросу дополнительной энергии в резисторы за счет применения узла сброса энергии УЗ (фиг. 4) на IGBT транзисторах (эта функция отсутствует в прототипе). Группы силовых блоков соединяются по схеме "звезда", с плавающей нейтралью. Силовой блок поз. 3 (фиг. 1,а. 1,б) многоуровневого инвертора напряжения является законченным функциональным узлом с реализацией защит от:
- коротких замыканий;
- неисправности драйвера управления транзистора;
- перегрева IGBT модуля;
- неисправности цепей питания транзистора (в прототипе отсутствует защита);
- повышения напряжения в звене постоянного тока;
- понижения напряжения в звене постоянного тока;
- обрыва фазы на входе ячейки многоуровневого инвертора напряжения;
- ошибки синхронизации управления тиристоров (в прототипе отсутствует защита).
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ РАБОТЫ.
Взаимодействие между модулем управления поз. 2 (фиг. 1,а, 1,б) и силовыми блоками поз. 3 (фиг. 1,а, 1,б) происходит посредством интерфейсного блока связи поз. 1 (фиг. 9) модуля управления. Управляющие сигналы включают в себя коммутационную функцию, разрешение работы тиристоров и IGBT модулей, а также сброс внутренних защит и разрешение сброса энергии звена постоянного тока силового блока в тормозные резисторы. Силовые блоки поз. 3 (фиг. 1,а, 1,б) получают переменное трехфазное напряжение питания величиной 710 В от изолированных вторичных обмоток многообмоточного трансформатора поз. 4 (фиг. 1,а, 1,б). Таким образом, все силовые блоки А1-А6 (фиг. 1,а) и А1-А9 (фиг. 1,б), В1-В6 (фиг. 1,а) и В1-В9 (фиг. 1,б), С1-С6 (фиг. 1,а) и С1-С9 (фиг. 1,б) высоковольтного преобразователя частоты изолированы друг от друга и могут работать независимо. Использование независимых 15 вторичных обмоток (поз. a1a, a1b, a1c, a5a, a5b, a5c, b1a, b1b, b1c, b5a, b5b, b5c, c1a, c1b, c1c, c5a, c5b, c5c, фиг. 2) и 27 вторичных обмоток (поз. a1a, a1b, a1c, a9a, a9b, a9c, b1a, b1b, b1c, b9a, b9b, b9c, c1a, c1b, c1c, c9a, c9b, c9c, фиг. 3) позволяет организовать сдвиг фаз между вторичными обмотками, который используется для уменьшения гармонических искажений в форме потребляемого из сети тока.
Для уменьшения динамического броска тока при заряде конденсаторов Ф (фиг. 4) всех силовых блоков организован плавный заряд этих конденсаторов. Заряд производится плавным увеличением угла отпирания тиристора одной из фаз полууправляемого выпрямителя В (фиг. 4) силового блока. По окончании этапа заряда проверяется уровень напряжения на конденсаторе фильтра Ф (фиг. 4). Если конденсатор фильтра Ф (фиг. 4) заряжен, то разрешается управление всеми тиристорами выпрямителя В (фиг. 4), в противном случае формируется сигнал ошибки заряда и снимается управление с тиристора.
РАБОТА ПРЕДЛОЖЕННОГО УСТРОЙСТВА.
Модуль управления 2 (фиг. 1,а, 1,б) организован в виде мультипроцессорной системы управления высоковольтного преобразователя частоты напряжением 6 или 10 кВ (фиг. 9) с интеллектуальными микропроцессорными блоками и состоит из:
- интерфейсных блоков связи поз. 1 (фиг. 9)с силовыми блоками;
- интерфейсных блоков связи поз. 2 (фиг. 9) с входными/выходными датчиками тока,
- блока вычислителя на базе DSP процессора, интерфейсного ARM микропроцессора и шинного интерфейсного модуля на основе PLD матрицы поз. 3 (фиг. 9), для организации BLVDS шины поз. 5 (фиг. 9) и CAN канала поз. 4 (фиг. 9);
- интерфейсного модуля поз. 6 (фиг. 9) для организации связи с АСУТП и панелью оператора;
- блоков аналогового поз. 8 (фиг. 9) и дискретного поз. 7 (фиг. 9) ввода/вывода. Модуль управления обеспечивает параллельную работу обработки информации обратной связи и распределения управления, а также анализ и конфигурирование способа управления на основе распределенных вычислений.
Обработка информации обратной связи в модуле управления поз. 2 (фиг. 1,а) обеспечивается через интерфейсный блок связи поз. 2 (фиг. 9) с независимыми датчиками входного и выходного тока, входного и выходного напряжения, температуры поз. 8 (фиг. 1,а).
Управление силовым блоком 3 (фиг. 1,а, 1,б) многоуровневого инвертора напряжения 6 кВ и 10 кВ обеспечивается интерфейсным блоком связи поз. 1 (фиг. 9) модуля управления поз. 2 (фиг. 1,а, 1,б), включает в себя обмен коммутационной функцией и сигналами команд и состояний. Команды обеспечивают управление тиристорами В (фиг. 4), транзисторами И (фиг. 4), узлом сброса УЗ (фиг. 4) и режимом работы. Состояния включают в себя: контроль драйвера, контроль уровня напряжения, контроль входного напряжения, контроль температуры IGBT, модуля управления, контроль целостности линии интерфейса связи.
Модуль управления выполняет функции управления скоростью вращения электродвигателя, а также специальные режимы управления (такие как переход на питающую сеть, подхват преобразователем частоты электродвигателя, работающего от сети, и подхват преобразователем частоты электродвигателя вращающегося на выбеге) и функции аварийного регистратора, обеспечивает набор защит по входу и выходу:
- от коротких замыканий и тока перегрузки;
- от перенапряжений;
- повышения и понижения силового напряжения;
- от недопустимого снижения или исчезновения питающего и оперативного напряжения;
- контроль фаз питающей сети;
- контроль фаз на выходе высоковольтного преобразователя частоты;
- от перегрева преобразовательных модулей и трансформатора;
- от пробоя полупроводниковых силовых ключей;
- от отказа системы охлаждения;
- от потери возбуждения при работе с синхронным электродвигателем при наличии сигнализации системы возбуждения;
- от нарушения связи в цепях управления;
- от неисправности в системе питания цепей управления;
- от стопорения вала электродвигателя;
- внешняя неисправность (отдельный вход) (например, защита по отклонению регулируемого давления).
В высоковольтном преобразователе частоты используется векторное и скалярное управление асинхронными и синхронными электродвигателями. Использование векторного управления обеспечивает создание системы с эффективным использованием электродвигателя по мощности и с минимальными пульсациями электромагнитного момента электродвигателя. Основными компонентами векторного управления (фиг. 8) являются следующие блоки:
1. Наблюдатель Н (фиг. 8) на скользящих режимах, который используется для определения вектора потокосцепления ротора и скорости вращения ротора электродвигателя, адаптации к изменению постоянной времени ротора.
2. Регуляторов токов РТ (фиг. 8).
3. Регулятора потока намагничивания поз. РН (фиг. 8) асинхронного электродвигателя.
4. Регулятор отклонения РО (фиг. 8) результирующего вектора потока ротора относительно оси X вращающейся системы координат.
5. Регулятор скорости вращения ротора электродвигателя PC (фиг. 8).
6. Задатчик интенсивности ЗИ (фиг. 8) для формирования траектории скорости ротора электродвигателя.
s
s
s
r
r.
r
sy
m
r
rm
r.
sy
Алгоритм векторного управления строится на вычисление угла ϑ поворота вектора ротора путем интегрирования синхронной частоты вращения ω. Параметры системы управления рассчитываются в системе координат (ху), которая вращается с синхронной скоростью относительно стационарных координат (ab), и ориентирована относительно вектора потока ротора  (фиг. 7). Синхронная частота вращения определяется суммой электрической угловой скорости вращения ротора ω=ω+ω, полученной на выходе скользящего наблюдателя, и частоты скольжения ω Частота скольжения получена из условия раздельного управления потока ротора и электромагнитного момента ω=iL/(TΨ). Контур задания частоты скольжения является разомкнутым контуром при формировании угла поворота вектора потока ротора и зависит от постоянной времени ротора T Адаптация к изменяющейся во времени постоянной времени ротора повышает чувствительность электропривода на изменяющуюся нагрузку. Контур управления электромагнитным моментом состоит из контуров регулирования составляющей потокосцепления ротора по оси Y  и контура тока i.
Канал управления модуля потоком ротора  строится двухконтурным с внутренним контуром управления по току намагничивания  и с внешним по модулю потокосцепления ротора  (фиг. 8). Канал управления угловой скоростью ротора содержит два контура управления - внутренние по току статора  и контур потока ротора  и внешний по угловой скорости ротора ω. Контур по регулированию составляющей потока ротора  предназначен для компенсации динамической ошибки в функции угла
9 между вектором потокосцепления ротора и осью X вращающейся системы координат с синхронной частотой вращения (в прототипе отсутствует контур компенсации динамической ошибки по углу).
Формирование вектора выходного напряжения от 0 до 6 кВ и от 0 до 10 кВ высоковольтного преобразователя частоты в диапазоне выходной частоты от 0 до 120 Гц осуществляется с помощью коммутационной функции, полученной из ВШИМ сигнала. Принцип формирования показан на фиг. 10. На первом этапе сигнал задания на модулирование корректируется в соответствии с напряжением в звене постоянного тока. Для этого служит блок коррекции БК (фиг. 10). Полученный сигнал модулируется с помощью опорного пилообразного сигнала с учетом числа силовых ячеек в фазе инвертора. Это происходит в блоке модуляции БМ (фиг. 8). В блоке распределения БР (фиг. 8) происходит вычисление коммутационной функции для силового блока. На этом этапе учитывается равномерное потребление тока в силовых блоках отдельной фазы. Вследствие этого достигается улучшение гармонического качества потребляемого из сети тока (фиг. 6), равномерно распределяются статические и динамические потери в силовых блоках и обеспечивается выходное напряжение с высоким гармоническим качеством (фиг. 5).